1. Widely tunable two-colour seeded free-electron laser source for resonant-pump resonant-probe magnetic scattering
- Author
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Ferrari, Eugenio, Spezzani, Carlo, Fortuna, Franck, Delaunay, Renaud, Vidal, Franck, Nikolov, Ivaylo, Cinquegrana, Paolo, Diviacco, Bruno, Gauthier, David, Penco, Giuseppe, Ribic, Primoz Rebernik, Roussel, Eleonore, Trovo, Marco, Moussy, Jean Baptiste, Pincelli, Tommaso, Lounis, Lounès, Manfredda, Michele, Pedersoli, Emanuele, Capotondi, Flavio, Svetina, Cristian, Mahne, Nicola, Zangrando, Marco, Raimondi, Lorenzo, Demidovich, Alexander, Giannessi, Luca, De Ninno, Giovanni, Danailov, Miltcho Boyanov, Allaria, Enrico, Sacchi, Maurizio, Elettra Sincrotrone Trieste, ELETTRA Sincrotrone Trieste, Dipartimento di Fisica ( DIPARTIMENTO DI FISICA ), Università degli studi di Trieste, Laboratoire de Physique des Solides ( LPS ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière ( CSNSM ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Chimie Physique - Matière et Rayonnement ( LCPMR ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Croissance et propriétés de systèmes hybrides en couches minces ( INSP-E8 ), Institut des Nanosciences de Paris ( INSP ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Service de physique de l'état condensé ( SPEC - UMR3680 ), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Dipartimento di Fisica (Milano), Università degli studi di Milano [Milano], École normale supérieure - Paris ( ENS Paris ), Graduate School of Nanotechnology, CNR - Istituto Officina dei Materiali ( IOM ), Consiglio Nazionale delle Ricerche [Roma] ( CNR ), Italian National agency for new technologies, Energy and sustainable economic development [Frascati] ( ENEA ), Laboratory of Quantum Optics, University of Nova Gorica, Synchrotron SOLEIL ( SSOLEIL ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Physique des Solides (LPS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CSNSM PS2, Centre de Spectrométrie Nucléaire et de Spectrométrie de Masse (CSNSM), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière (CSNSM), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Chimie Physique - Matière et Rayonnement (LCPMR), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Croissance et propriétés de systèmes hybrides en couches minces (INSP-E8), Institut des Nanosciences de Paris (INSP), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules - UMR 8523 (PhLAM), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes (LNO), Service de physique de l'état condensé (SPEC - UMR3680), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, PSL Research University (PSL), CNR Istituto Officina dei Materiali (IOM), Consiglio Nazionale delle Ricerche [Roma] (CNR), Synchrotron SOLEIL (SSOLEIL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Dipartimento di Fisica [Trieste], Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière (CSNSM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Università degli Studi di Milano [Milano] (UNIMI), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL), Italian National agency for new technologies, Energy and sustainable economic development [Frascati] (ENEA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), and Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
[PHYS.PHYS.PHYS-ACC-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Accelerator Physics [physics.acc-ph] ,Science ,General Physics and Astronomy ,Physics::Optics ,02 engineering and technology ,Electron ,01 natural sciences ,7. Clean energy ,Article ,General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology ,law.invention ,Optics ,Optical physics ,law ,0103 physical sciences ,[PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat] ,010306 general physics ,Physics ,[PHYS]Physics [physics] ,Range (particle radiation) ,Multidisciplinary ,[ PHYS ] Physics [physics] ,business.industry ,Scattering ,Free-electron laser ,General Chemistry ,021001 nanoscience & nanotechnology ,Laser ,Physical sciences ,Applied physics ,Wavelength ,Extreme ultraviolet ,[PHYS.COND.CM-MS]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]/Materials Science [cond-mat.mtrl-sci] ,Optoelectronics ,Physics::Accelerator Physics ,0210 nano-technology ,business - Abstract
The advent of free-electron laser (FEL) sources delivering two synchronized pulses of different wavelengths (or colours) has made available a whole range of novel pump–probe experiments. This communication describes a major step forward using a new configuration of the FERMI FEL-seeded source to deliver two pulses with different wavelengths, each tunable independently over a broad spectral range with adjustable time delay. The FEL scheme makes use of two seed laser beams of different wavelengths and of a split radiator section to generate two extreme ultraviolet pulses from distinct portions of the same electron bunch. The tunability range of this new two-colour source meets the requirements of double-resonant FEL pump/FEL probe time-resolved studies. We demonstrate its performance in a proof-of-principle magnetic scattering experiment in Fe–Ni compounds, by tuning the FEL wavelengths to the Fe and Ni 3p resonances., Two-colour X-ray free electron laser is a powerful tool for pump–probe measurements, but currently constrained by limited tunability. Here, Ferrari et al. develop a configuration that allows tuning both the pump and the probe to specific electronic excitations, providing element selectivity.
- Published
- 2016