เมื่อเร็วๆ นี้.สถาบันฟริตซ์ ฮาเบอร์ (FHI)ของ Max Planck Society ในกรุงเบอร์ลิน ประเทศเยอรมนี บรรลุเป้าหมายทางเทคโนโลยี ซึ่งเป็นการดำเนินการครั้งแรกของเลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระอินฟราเรดในโหมดสองสี
นวัตกรรมทางเทคโนโลยีชั้นนำของโลกทำให้การทดลองพัลส์เลเซอร์สองสีพร้อมกันเป็นไปได้ และเปิดความเป็นไปได้ใหม่ๆ สำหรับการใช้งาน เช่น การศึกษากระบวนการเวลาในของแข็งและโมเลกุล
ปัจจุบัน มีเลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระประมาณสิบโหลทั่วโลก ซึ่งมีขนาดแตกต่างกันอย่างมาก (ตั้งแต่ไม่กี่เมตรไปจนถึงไม่กี่กิโลเมตร) ช่วงความยาวคลื่น (ตั้งแต่ไมโครเวฟไปจนถึงรังสีเอกซ์ชนิดแข็ง) และราคา (ตั้งแต่ล้านไปจนถึงมากกว่านั้น) หนึ่งพันล้าน) อย่างไรก็ตาม พวกมันมีคุณลักษณะร่วมกัน คือ พวกมันทั้งหมดสร้างพัลส์รังสีที่เข้มข้นและสั้น
ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา เลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระได้กลายเป็นแหล่งรังสีที่สำคัญ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการวิจัยขั้นพื้นฐานและวิทยาศาสตร์ประยุกต์
เป็นที่ทราบกันดีว่านักวิจัยจาก Fritz Haber Institute (FHI) ร่วมกับพันธมิตรในสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาวิธีการใหม่ที่สามารถสร้างพัลส์อินฟราเรดที่มีสีต่างกันสองสีพร้อมกันได้
การใช้เทคโนโลยีนี้มีความชาญฉลาด: ในกระแสลำแสงอิเล็กตรอนอิสระ ลำแสงอิเล็กตรอนจะถูกเร่งด้วยคันเร่งอิเล็กตรอนเพื่อให้ได้พลังงานจลน์ที่สูงมากใกล้เคียงกับความเร็วแสง ต่อจากนั้นอิเล็กตรอนความเร็วสูงเหล่านี้จะผ่านตัวผันผวนและถูกบังคับให้เข้าสู่เส้นทางคล้ายไซโคลตรอนโดยการกระทำของสนามแม่เหล็กแรงสูงที่ขั้วเปลี่ยนเป็นระยะ
การกระทำของการสั่นของอิเล็กตรอนส่งผลให้เกิดการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งสามารถควบคุมความยาวคลื่นได้อย่างแม่นยำโดยการปรับพลังงานอิเล็กตรอนหรือความแรงของสนามแม่เหล็ก ด้วยเหตุนี้ เลเซอร์อิเล็กตรอนอิสระ (FEL) จึงสามารถสร้างรังสีคล้ายเลเซอร์ได้ในเกือบทุกส่วนของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งครอบคลุมช่วงกว้างตั้งแต่เทราเฮิร์ตซ์ยาวไปจนถึงความยาวคลื่นรังสีเอกซ์สั้น
ตั้งแต่ปี 2012 FEL ของ FHI ได้ดำเนินการอย่างต่อเนื่อง โดยผลิตรังสีพัลซ์เข้มข้นพร้อมความยาวคลื่นที่สามารถปรับค่าได้อย่างต่อเนื่องในช่วงอินฟราเรดช่วงกลาง (MIR) ตั้งแต่ 2.8 ไมครอนถึง 50 ไมครอน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรของ FHI ได้สร้างส่วนขยายสองสี ซึ่งประสบความสำเร็จในการติดตั้ง FEL สาขาที่สองเพื่อผลิตรังสีอินฟราเรดไกล (FIR) ที่ความยาวคลื่นระหว่าง 5 ถึง 170 ไมครอน
นวัตกรรมนี้ไม่เพียงแต่ขยายขอบเขตการใช้งานสำหรับ FEL เท่านั้น แต่ยังเปิดช่องทางใหม่สำหรับการพัฒนาในด้านการวิจัยทางวิทยาศาสตร์อีกด้วย
