Как работают лазеры на свободных электронах и их применение в науке?

Лазер на свободных электронах (FEL) — вид лазера, в котором излучение генерируется моноэнергетическим пучком электронов, распространяющимся в ондуляторе — периодической системе отклоняющих (электрических или магнитных) полей. ru.wikipedia.org

Принцип работы: электроны, совершая периодические колебания, излучают фотоны, энергия которых зависит от энергии электронов и параметров ондулятора. ru.wikipedia.org ru.ruwiki.ru Для создания лазерного рентгеновского излучения необходим пучок электронов, разогнанный в ускорителе до скорости, близкой к скорости света. ru.wikipedia.org Полученный пучок направляется в вигглер — магнит, создающий сильное поперечное (как правило, вертикальное) знакопеременное в пространстве магнитное поле. ru.wikipedia.org Электроны пучка движутся по траектории, близкой к синусоиде, теряя энергию, которая преобразуется в поток фотонов. ru.wikipedia.org

Применение лазеров на свободных электронах в науке:

• Изучение строения атомов и молекул (лазерная рентгеновская микроскопия). ru.wikipedia.org ru.ruwiki.ru
• Исследование расположения атомов в кристаллах и изучение других наноструктур. ru.wikipedia.org
• Зондирование ионизированных газов с высокой плотностью ионизированных частиц. ru.wikipedia.org ru.ruwiki.ru
• Исследование новых и существующих материалов. ru.wikipedia.org ru.ruwiki.ru
• Обнаружение и анализ химических молекул в протекающих реакциях. www.techinsider.ru
• Изучение реакции сжигания топлива — поведение биомолекул в газообразной среде и то, какие реакции протекают между ними. www.techinsider.ru