Laser livre de elétrons

Um laser de elétron livre, ou FEL, é um laser que produz um feixe de luz muito brilhante. É basicamente uma super lanterna. Ele compartilha as mesmas propriedades óticas dos lasers convencionais, como a emissão de um feixe constituído de radiação eletromagnética coerente que pode atingir alta potência. O FEL utilizou princípios operacionais para formar o feixe que são princípios operacionais muito diferentes de um laser convencional. Ao contrário dos lasers a gás, líquidos ou de estado sólido, como os lasers de diodo, nos quais os elétrons são excitados enquanto presos aos átomos, os FELs usam um feixe de elétrons relativista como meio de propagação que se move livremente através de uma estrutura magnética, daí o termo elétron livre. O laser de elétron livre tem a mais ampla faixa de freqüência de qualquer tipo de laser, e pode ser amplamente sintonizável, atualmente variando em comprimento de onda desde microondas, passando pela radiação terahertz e infravermelha, até o espectro visível, até raios ultravioleta, até raios X.

Os lasers de elétrons livres foram inventados por John Madey em 1976 na Universidade de Stanford. O trabalho se baseia na pesquisa feita por Hans Motz e seus colegas de trabalho que fizeram o primeiro ondulador em Stanford em 1953 usando a configuração magnética wiggler que está no coração de um laser de elétron livre. Madey utilizou um feixe de elétron de 24 MeV e um wiggler de 5 m de comprimento para amplificar um sinal. Logo em seguida, outros laboratórios com aceleradores começaram a desenvolver tais lasers.

Os lasers de elétrons livres utilizam muita eletricidade quando operam. Para reduzir a energia necessária para mantê-los em operação, os cientistas utilizam um acelerador linear de recuperação de energia para reciclar o feixe de elétrons de alta energia que ativa o laser.

FELIX laser free-electron na FOM (Nieuwegein)
FELIX laser free-electron na FOM (Nieuwegein)


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