Vapaaelektronilaser

Vapaaelektronilaser (, FEL) on laser, joka tuottaa koherenttia sähkömagneettista säteilyä. Vapaaelektronilaserin toimintaperiaate poikkeaa paljon perinteisen laserin toimintaperiaatteesta. Siinä säteilyä ei saada aikaan kaasun, nesteen tai kiinteän olomuodon laserin tavoin jonkin aineen elektronitiloja virittämällä vaan säteily syntyy lähes valonnopeudella kulkevien elektronien mutkitellessa erilaisten magneettijonojen aikaansaamissa magneettikentissä.

Vapaaelektronilasereiden tuottaman säteilyn aallonpituus on tavanomaisista lasereista poiketen säädettävissä mikroaaltoalueelta aina röntgensäteilyalueelle. Kaikki vapaaelektronilaserit eivät pysty kattamaan koko aallonpituusaluetta vaan vain tietyn osan siitä. Vapaaelektronilaserit ovat tyypillisesti isoja laitteita, jopa satoja metrejä pitkiä.

Ensimmäisen ehdotuksen vapaaelektronilasereista esitti John M. J. Madey vuonna 1971. Kesti kuitenkin kuusi vuotta ennen kuin Madey rakensi kollegoidensa kanssa ensimmäisen vapaaelektronilaserin Stanfordin yliopistossa. Nykyään vapaalektronilasereita on useissa eri tutkimuskeskuksissa. Maailman ensimmäinen pehmeän röntgenalueen vapaaelektronilaser FLASH valmistui vuonna 2000 Hampuriin. Ensimmäinen kovan röntgenalueen vapaaelektronilaser LCLS Stanfordissa sai aikaan ensimmäisen säteensä huhtikuussa 2009.

Katso myös
synkrotroni

Lähteet

Aiheesta muualla
FLASH — vapaaelektronilaser Hampurissa 

Laserit
Hiukkaskiihdyttimet