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Widely tunable two-colour seeded free-electron laser source for resonant-pump resonant-probe magnetic scattering

Authors :
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
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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)
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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)
Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Nature Communications, Nature Communications, Nature Publishing Group, 2016, 7, pp.10343. 〈10.1038/ncomms10343〉, Nature Communications, Vol 7, Iss 1, Pp 1-8 (2016), Nature Communications, Nature Publishing Group, 2016, 7 (1), ⟨10.1038/ncomms10343⟩, Nature communications 7 (2016). doi:10.1038/ncomms10343, info:cnr-pdr/source/autori:Ferrari, Eugenio; Ferrari, Eugenio; Spezzani, Carlo; 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; Lounis, Lounès; Manfredda, Michele; Pedersoli, Emanuele; Capotondi, Flavio; Svetina, Cristian; Svetina, Cristian; Mahne, Nicola; Zangrando, Marco; Zangrando, Marco; Raimondi, Lorenzo; Demidovich, Alexander; Giannessi, Luca; Giannessi, Luca; De Ninno, Giovanni; De Ninno, Giovanni; Danailov, Miltcho Boyanov; Allaria, Enrico; Sacchi, Maurizio; Sacchi, Maurizio/titolo:Widely tunable two-colour seeded free-electron laser source for resonant-pump resonant-probe magnetic scattering/doi:10.1038%2Fncomms10343/rivista:Nature communications/anno:2016/pagina_da:/pagina_a:/intervallo_pagine:/volume:7, Nature Communications, Nature Publishing Group, 2016, 7 (1), pp.10343. ⟨10.1038/ncomms10343⟩
Publication Year :
2016
Publisher :
HAL CCSD, 2016.

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.<br />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.

Details

Language :
English
ISSN :
20411723
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nature Communications, Nature Communications, Nature Publishing Group, 2016, 7, pp.10343. 〈10.1038/ncomms10343〉, Nature Communications, Vol 7, Iss 1, Pp 1-8 (2016), Nature Communications, Nature Publishing Group, 2016, 7 (1), ⟨10.1038/ncomms10343⟩, Nature communications 7 (2016). doi:10.1038/ncomms10343, info:cnr-pdr/source/autori:Ferrari, Eugenio; Ferrari, Eugenio; Spezzani, Carlo; 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; Lounis, Lounès; Manfredda, Michele; Pedersoli, Emanuele; Capotondi, Flavio; Svetina, Cristian; Svetina, Cristian; Mahne, Nicola; Zangrando, Marco; Zangrando, Marco; Raimondi, Lorenzo; Demidovich, Alexander; Giannessi, Luca; Giannessi, Luca; De Ninno, Giovanni; De Ninno, Giovanni; Danailov, Miltcho Boyanov; Allaria, Enrico; Sacchi, Maurizio; Sacchi, Maurizio/titolo:Widely tunable two-colour seeded free-electron laser source for resonant-pump resonant-probe magnetic scattering/doi:10.1038%2Fncomms10343/rivista:Nature communications/anno:2016/pagina_da:/pagina_a:/intervallo_pagine:/volume:7, Nature Communications, Nature Publishing Group, 2016, 7 (1), pp.10343. ⟨10.1038/ncomms10343⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....45f1630df4a0c272761eb1b1db45526d