Recentment, elInstitut Fritz Haber (FHI)de la Societat Max Planck de Berlín, Alemanya, va aconseguir una fita tecnològica: la primera operació d'un làser d'electrons lliures infrarojos en mode de dos colors.
Aquesta innovació tecnològica líder mundial fa possibles experiments simultanis de polsos làser de dos colors i obre noves possibilitats per a aplicacions com l'estudi dels processos del temps en sòlids i molècules.
Actualment, hi ha al voltant d'una dotzena de làsers d'electrons lliures disponibles a tot el món, que varien àmpliament en grandària (des d'uns pocs metres fins a uns quants quilòmetres), rang de longitud d'ona (des de microones fins a raigs X durs) i cost (des de milions fins a més d'un mil milions). Tanmateix, comparteixen una característica comuna: tots produeixen polsos de radiació intensos i curts.
En les últimes dècades, els làsers d'electrons lliures s'han convertit en una font important de radiació i s'utilitzen àmpliament en investigació bàsica i ciència aplicada.
Se sap que els investigadors del Fritz Haber Institute (FHI), juntament amb socis dels Estats Units, han desenvolupat un nou mètode que és capaç de generar polsos infrarojos de dos colors diferents simultàniament.
La realització d'aquesta tecnologia és enginyosa: en un corrent de feix d'electrons lliure, els feixos d'electrons són accelerats primer per un pedal de gas d'electrons per assolir energies cinètiques extremadament altes properes a la velocitat de la llum. Posteriorment, aquests electrons d'alta velocitat passen a través d'un fluctuador i són forçats a un camí semblant a un ciclotró per l'acció d'un camp magnètic fort amb polaritat canviant periòdicament.
L'acció oscil·lant dels electrons dóna lloc a l'emissió de radiació electromagnètica, la longitud d'ona de la qual es pot controlar amb precisió ajustant l'energia dels electrons o la força del camp magnètic. A causa d'això, els làsers d'electrons lliures (FEL) són capaços de generar radiació semblant a làser en gairebé totes les parts de l'espectre electromagnètic, cobrint un ampli rang des de llargs terahertz fins a curtes longituds d'ona de raigs X.
Des del 2012, els FEL de FHI han estat operant de manera constant, produint radiació polsada intensa amb longituds d'ona que es poden sintonitzar contínuament en el rang d'infraroig mitjà (MIR), des de 2,8 micres fins a 50 micres. En els últims anys, els científics i enginyers de FHI han treballat en una extensió de dos colors, instal·lant amb èxit una segona branca del FEL per produir radiació infraroja llunyana (FIR) a longituds d'ona entre 5 i 170 micres.
Aquesta innovació no només amplia el ventall d'aplicacions dels FEL sinó que també obre noves vies per al seu desenvolupament en l'àmbit de la recerca científica.
