Lazeri me elektrone të lira

Një lazer me elektrone të lira, ose FEL (Free Electron Laser), është një lazer që ndan te njetat veti optike si lazerat e zakonshëm, duke pasur një tufë te përbëre nga një rrezatim koherent elektromagnetik i cili mundte harrije nivele shume te larta fuqie, por i cili përdor parime operuese te cilat janë shume te ndryshme nga ato te lazerave te zakonshëm për formimin e tufës. Ne krahasim me lazerat me gas, te lëngshëm, ose laserat e e ngurte si lazerat e diodave, ne te cilat elektronet eksitohen ne gjendje molekulare ose ose ne gjendje ne te cilat ndodhen te lidhura ne atome, FEL perdorin një rreze relativistike elektronike si mjedis lazeri te cilat lëvizin lirshëm rreth një strukture magnetike, pra nga kjo vjen edhe termi elektrone te lira. Lazeri me elektrone te lira ka rangun me te gjere te frekuencave ne krahasim me lazerat e çdo tipi, ai mund te akordohet si pas, gjatësive valore nga mikrovalët, deri ne rrezatimi teraherc dhe atë infra te kuqe, e deri tek spektri i dukshëm, tek ai ultraviolet, e me ne fund tek rrezet-X me energji te ulet.

 Krijimi i tufës 

Për krijimin e një FEL, një rreze elektronesh përshpejtohet derisa te arrije shpejtësi relativistike.  Rrezja kalon përmes një oshilatori FEL ne formën e një fushe magnetike periodike, transverse te prodhuar nga vendosja e magneteve me pole te alternuara brenda një kaviteti lazeri përgjatë trajektores se rrezes.  Kjo tufe magnetesh zakonisht njihet si andulatori, ose "lëkundësi", sepse i forcon elektrone tek rrezja që te marrin një trajektore sinusoidale. Përshpejtimi i elektroneve përgjatë trajektores së tyre rezulton ne lëshimin e fotoneve (rrezatimi sinkrotron).  Meqenëse lëvizja e elektroneve është ne faze me fushën e dritës që emetohet, fushat mblidhen se bashku  ne mënyre koherente). Mungesa e stabilitetit te tufës elektronike, e cila rezulton nga bashkëveprimi i oshilimeve te elektroneve tek andulatoret si dhe tek rrezatimi i lëshuar prej tyre, bën që elektronet te vazhdojnë te rrezatojnë ne faze me njeri tjetrin ne kontrast me andulatoret konvencionale ku elektronet rrezatojnë ne mënyre te pavarur nga njeri tjetri.Feldhaus et al., J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 38 (2005) S799–S819  Gjatësia e valës se dritës mund te ndryshohet duke ndryshua nivelin e energjisë te rrezes elektronike ose fuqinë e fushës magnetike tek andulatoret.

 Përshpejtuesit 
Sot, një laser me elektrone te lira kërkon përdorimin e një përshpejtuesi elektronesh me mburojën e duhur, sepse elektronet e përshpejtuara përbejnë një rrezik serioz.  Këta përshpejtues zakonisht janë te vene ne pune nëpërmjet klajstronave, te cilat kërkojnë voltazhe shume te larta. Zakonisht, rrezja elektronike duhet te mbahet ne vakum çka kërkon përdorimin e pompave shumta përgjatë trajektores se rrezes.  Lazerat me elektrone te lira  harrijne nivele shume te larta.  Adaptibiliteti i tyre i bën ato shume te dëshirueshme ne disiplina te shumta, përfshire diagnozat mjekësore dhe testimet jo-destruktive.

 FEL me rreze-X 

 Aplikimet mjekësore mund te me

 Aplikimet militare 
Teknologjia FEL është marre ne konsiderate nga Marina Amerikane si një kandidat i mirë për mbrojtje kundër raketave. Progres shumë i madhe është bere përsa i përket sasisë se emetuar te energjisë (fuqisë së lazerit), Përshpejtuesi i Qendrës Kombëtare Tomas Xheferson arriti te demonstronte një FEL me fuqi emetuese me te madhe se 10 kW), kjo tregon se është e mundur te ndërtohen lazera FEL kompakt me fuqi ne rendin e multi-megawat. Marina Amerikane ka ne plan te adoptoje ketë lazer brenda 2014 ne disa nen-detese te saj. Gjate kohës se tanishme 2008, ky tip lazeri ka arritur stadin prej 100kw, çka e fut ketë lazer direkt ne kategorinë e armeve energjitike.

 Shikoni gjithashtu 
 Përshpejtuesi bërthamor TESLA

 Lexime te mëtejshme 
 Boscolo, et al., "Free-Electron Lasers and Masers on Curved Paths". Appl. Phys., (Germany), vol. 19, No. 1, pp. 46-51, May 1979.
 Deacon et al., "First Operation of a Free-Electron Laser".  Phys. Rev. Lett., vol. 38, No. 16, Apr. 1977, pp. 892-894.
 Elias, et al., "Observation of Stimulated Emission of Radiation by Relativistic Electrons in a Spatially Periodic Transverse Magnetic Field", Phys. Rev. Lett., 36 (13), 1976, p. 717. 
 Gover, "Operation Regimes of Cerenkov-Smith-Purcell Free Electron Lasers and T. W. Amplifiers". Optics Communications, vol. 26, No. 3, Sep. 1978, pp. 375-379.
 Gover, "Collective and Single Electron Interactions of Electron Beams with Electromagnetic Waves and Free Electrons Lasers". App. Phys. 16 (1978), p. 121.
 "The FEL Program at Jefferson Lab" 


 Referime 

 Lidhje te jashtme 
 Lightsources.org
 UCSB Free-Electron Laser 
 Free-Electron Laser Open Book (National Academies Press) 
 The World Wide Web Virtual Library: Free-Electron Laser research and applications 
 The European X-Ray Laser Project XFEL
 Electron beam transport system and diagnostics of the Dresden FEL
 The Free Electron Laser for Infrared eXperiments FELIX
 W. M. Keck Free Electron Laser Center
 Jefferson Lab's Free-Electron Laser Program
 Free-Electron Lasers: The Next Generation by Davide Castelvecchi New Scientist, January 21, 2006
 Airborne megawatt class free-electron laser for defense and security

Kategoria:Fizikë
Kategoria:Lazer
Kategoria:Teknologji