FEL

Da "Fisica, onde Musica": un sito web su fisica delle onde e del suono, acustica degli strumenti musicali, scale musicali, armonia e musica.

Il laser a elettroni liberi (FEL da Free Electron Laser) è un particolare tipo di laser in cui l'elemento ottico, cioè il mezzo che viene eccitato per la produzione dei fotoni è composto da un fascio di elettroni molto veloci (relativistici).

  • Quando gli elettroni sono forzati a muoversi lungo una traiettoria curva emettono energia elettromagnetica la cui frequenza dipende sia dalla velocità degli elettroni, sia dalla curvatura della loro traiettoria.
  • Nel FEL la traiettoria degli elettroni è curvata grazie all'uso di un dispositivo costituito da una sequenza di magneti disposti con i poli nord e sud alternati detto ondulatore.
  • La radiazione così prodotta è catturata dagli specchi posti agli estremi di una cavità risonante.
  • Il moto oscillatorio degli elettroni tra i magneti dell'ondulatore resta in fase con la radiazione, e causa quindi l'amplificazione della luce, esattamente come avviene in un laser ordinario.
  • Regolando velocità degli elettroni, e il campo magnetico dell'ondulatore, si può ottenere emissione di fotoni a diverse frequenze, dalle microonde alla luce visibile. A differenza di un laser ordinario, quindi, la radiazione emessa dal FEL è ampiamente regolabile.

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