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研究人员发现电子束几乎以光速绕着存储环运动

在诸如BESSY II的同步加速器辐射源中,电子束几乎以光速绕着存储环运动。周期性的磁性结构(波动器)迫使它们发出具有特殊性能的极亮的光脉冲。

椭圆形波荡器也可用于产生圆偏振光脉冲,该脉冲显示出一种称为螺旋性的特征:偏振沿顺时针或逆时针方向进行。材料中的磁性结构对圆偏振光的反应不同:根据X射线脉冲的螺旋度,它们或多或少吸收该辐射。

自1980年代以来,这种技术已在所谓的XMCD(X射线圆二色性)实验中得到利用,以研究磁性材料的静态和动态变化或对表面的磁性纳米结构进行成像。

特别是对于这种成像技术,同步加速器辐射源的用户社区一直希望能够快速切换光的螺旋度,这主要是因为这直接导致了磁性图像对比度,从而使磁性数据存储设备中的位可见且可量化。

在约翰内斯·巴尔德(Johannes Bahrdt)周围的小组开发的典型的BESSY II(APPLE II)椭圆形波荡器中,光的螺旋度是通过机械移动长达数米的强力永磁体来切换的,这一过程有时可能需要几分钟。

但是,新方法是基于这种波荡器与存储环中电子束的特殊轨道的组合,该轨道由所谓的TRIB(横向共振岛桶)产生。BESSY II的加速器专家Paul Goslawski博士对TRIBs进行了实验研究。Karsten Holldack博士和Dr. Karsten Holldack博士和Dr. Dr. Karsten Holldack博士建议,虽然存储环中的电子路径通常在一个轨道后关闭,但在TRIBs模式下,电子在连续的轨道中运行在不同的轨道上,因此可以发射来自不同磁场配置的X射线脉冲。约翰尼斯·巴赫特(Johannes Bahrdt)

他们最近能够在一项试验性实验中证明,他们的想法实际上是在BESSY II的现有双波荡器UE56-2的帮助下进行的:当经过这种双波荡器的特殊准备的磁体布置时,来自不同轨道的电子束TRIBs模式发射的X射线光子具有相同的波长但具有相反的圆偏振。

因此,原则上,现在可以用左右圆偏振光脉冲以1微秒的间隔研究磁性样品的XMCD信号。在先导实验中,从磁性样品(坡莫合金中的镍)的XMCD信号不断地被检测到,并且可以清楚地证明快速(MHz)的螺旋度变化。通过为此目的量身定制的新型起伏器,可以在BESSY II上以TRIBs模式提供具有超快螺旋度变化的特殊束线。最终,切换时间可以缩小到纳秒。

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