इस विधि में मदद कर सकते है भौतिकी और रसायन विज्ञान में महत्वपूर्ण सवालों के जवाब जैसे जो बांड पहले टूट रहे है या कैसे परमाणुओं और इलेक्ट्रॉनों एक रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान पुनर्व्यवस्थित । इस तकनीक का मुख्य लाभ यह है कि फ्री-इलेक्ट्रॉन लेजर या फेल से चरम पराबैंगनी विकिरण साइट-विशिष्ट जांच के रूप में कार्य कर सकता है क्योंकि यह केवल एक अणु के भीतर विशिष्ट परमाणुओं को आयनित करता है। फेल और ऑप्टिक लेजर बीम के बीच स्थानिक और लौकिक ओवरलैप प्राप्त करने के लिए सीखना दृश्य प्रदर्शन से लाभ होता है क्योंकि बहुत विशिष्ट निदान का उपयोग किया जाता है और प्रभाव सूक्ष्म हो सकते हैं।

इस प्रक्रिया का प्रदर्शन डेसी में फ्लैश फ्री-इलेक्ट्रॉन लेजर में भौतिक विज्ञानी डेमिट्रियोस रोम्पोटिस होंगे। सबसे पहले यह सत्यापित करें कि आयन डिटेक्टर, इलेक्ट्रॉन डिटेक्टर और आयन स्पेक्ट्रोमीटर इलेक्ट्रोड के लिए हाई वोल्टेज पावर बंद कर दिया गया है। उपकरण सॉफ्टवेयर का उपयोग कर FEL और ऑप्टिकल लेजर शटर बंद करो।

बीम लाइन में स्थापित फिल्टर और क्षीणता को कॉन्फ़िगर करें ताकि फेल पल्स एनर्जी और ऑप्टिकल लेजर पावर 1% से कम ट्रांसमिशन तक कम हो जाए। फिर बातचीत क्षेत्र में सेरियम याग बीम देखने स्क्रीन डालें। फेल शटर खोलें और सीसीडी कैमरे के माध्यम से स्क्रीन की जांच करें।

यदि बीम स्पॉट स्क्रीन पर पता लगाने योग्य नहीं है, तो बीम की तीव्रता को थोड़ा बढ़ाएं। एक बार बीम स्पॉट स्थित हो जाने के बाद, कैमरे डेटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर में रुचि के क्षेत्र के रूप में फेल बीम स्थिति को चिह्नित करें। इसके बाद ऑप्टिकल लेजर शटर खोलकर फेल शटर बंद कर दें।

चिह्नित फेल बीम स्थिति के साथ ऑप्टिकल लेजर बीम संरेखित करने के लिए स्टीयरिंग दर्पण समायोजित करें। स्थानिक ओवरलैप को परिष्कृत करने और ओवरलैप स्थिर है कि सत्यापित करने के लिए इस बीम अवरुद्ध प्रक्रिया को दोहराएं। एक बार बीम गठबंधन कर रहे हैं, बीम देखने स्क्रीन हटा दें ।

डिटेक्टरों और स्पेक्ट्रोमीटर इलेक्ट्रोड पावर को चालू करें। सुनिश्चित करें कि एक तेज ऑसिलोस्कोप से जुड़ा एक तेज फोटोडियोड एक चल जाल के साथ फेल बीम के लंबवत स्थापित किया गया है ताकि थोड़ी मात्रा में बिखरे हुए फोटॉनों को डायोड में डायवर्ट किया जा सके। फेल पल्स एनर्जी और ऑप्टिकल लेजर पावर को 1% ट्रांसमिशन तक कम करें।

इसके बाद फेल और ऑप्टिकल लेजर शटर बंद कर दें। बीम में बिखरने जाल डालें। जाल की स्थिति, फेल पल्स ऊर्जा, और ऑप्टिकल लेजर पावर को समायोजित करें ताकि प्रत्येक व्यक्ति बीम एक स्पष्ट संकेत पैदा करे और दोनों संकेतों की ऊंचाई समान हो।

इसके बाद ऑप्टिकल लेजर शटर बंद कर दें। उपलब्ध बेहतरीन समय आधार का उपयोग करने और एक ट्रेस के लिए लगभग 100 औसत एकत्र करने के लिए फास्ट ऑसिलोस्कोप को कॉन्फ़िगर करें। रिकॉर्ड और अकेले FEL बीम का एक संदर्भ ट्रेस बचाने के लिए।

इसके बाद फेल शटर बंद कर ऑप्टिकल लेजर शटर खोलें। फेल संदर्भ ट्रेस के साथ ऑप्टिकल लेजर से ट्रेस की तुलना करें। फिर ऑप्टिकल लेजर पल्स आगमन समय को स्थानांतरित करें ताकि ऑप्टिकल लेजर सिग्नल की शुरुआत फेल सिग्नल की शुरुआत से ठीक से मेल खाती हो।

बीम अवरुद्ध और संकेत शुरुआत की तुलना दोहराने की पुष्टि करने के लिए कि FEL और ऑप्टिकल लेजर दालों ठीक गठबंधन कर रहे हैं । उस समय पर ध्यान दें जब फेल और ऑप्टिकल लेजर दालें टी0 के प्रारंभिक अनुमान के रूप में ओवरलैप होती हैं। ठीक ट्यूनिंग T0 शुरू करने के लिए, फेल और ऑप्टिकल लेजर को पर्याप्त डिग्री तक कम करें ताकि सिस्टम में ज़ेनन गैस पेश किए जाने पर आयन और इलेक्ट्रॉन डिटेक्टरों को नुकसान पहुंचाने से बचा जा सके। सुनिश्चित करें कि स्पेक्ट्रोमीटर उड़ान मोड के समय में है।

फिर गैस जेट के माध्यम से या सुई वाल्व के माध्यम से खाली किए गए कक्ष में ज़ेनन गैस की अनुमति देकर कक्ष में ज़ेनन गैस का परिचय दें। यदि उत्तरार्द्ध विधि का उपयोग किया जाता है, तो नकारात्मक सात से एक बार और नकारात्मक छह मिलीबारों के लिए एक बार 10 के बीच एक कक्ष दबाव प्राप्त करें। उड़ान स्पेक्ट्रम का एक ज़ेनन आयन समय रिकॉर्ड करें।

फिर फेल शटर को बंद करें और फेल पल्स एनर्जी को समायोजित करें ताकि एक्सोनन टू प्लस और क्सीनन थ्री प्लस उड़ान स्पेक्ट्रम के समय में सबसे मजबूत ज़ेनन चार्ज किए गए राज्यों में से हों और उच्च ज़ेनन चार्ज किए गए राज्यों को जितना संभव हो उतना दबा दिया जाए। इसके बाद फेल शटर बंद कर ऑप्टिकल लेजर शटर खोलें। ऑप्टिकल लेजर पावर को समायोजित करें ताकि लेजर दालें मुख्य रूप से ज़ेनन प्लस का उत्पादन करें, केवल थोड़ी मात्रा में ज़ेनन टू प्लस के साथ।

समायोजन समाप्त होने पर फेल शटर खोलें। पहले से निर्धारित किसी न किसी टी0 मूल्य के आधार पर, फेल और ऑप्टिकल लेजर पल्स टाइमिंग सेट करने के लिए ऑप्टिकल लेजर दालों FEL दालों से पहले के बारे में २०० picoseconds पहुंचें । उड़ान स्पेक्ट्रम के एक ज़ेनन आयन समय प्राप्त करें और पीक क्षेत्रों से ज़ेनन टू प्लस से क्सीनन थ्री प्लस के अनुपात का निर्धारण करें।

फिर लेजर को इस तरह कॉन्फिगर करें कि फेल दालों के बाद ऑप्टिकल लेजर दालें करीब 200 पिकोसेकंड पहुंचती हैं। उड़ान स्पेक्ट्रम का एक और समय प्राप्त करें और ज़ेनन टू प्लस से क्सीनन थ्री प्लस का अनुपात निर्धारित करें। सत्यापित करें कि ज़ेनन थ्री प्लस सिग्नल पिछले स्पेक्ट्रम की तुलना में इस स्पेक्ट्रम में काफी मजबूत है।

कभी-कभी लेजर के बीच का अंतर जल्दी और लेजर देर से क्सीनन सिग्नल में अपर्याप्त स्थानिक ओवरलैपिंग के कारण बहुत छोटा होता है। ऐसे मामले में, किसी को दो संकेतों में एक बड़ा अंतर प्राप्त करने के लिए स्थानिक अतिव्यापी की प्रक्रिया को दोहराना चाहिए। लेजर समय पिछले दो मूल्यों के बीच आधे रास्ते के लिए सेट और उड़ान स्पेक्ट्रम का एक और समय प्राप्त करते हैं ।

क्सीनन टू प्लस से क्सीनन थ्री प्लस के अनुपात की तुलना करें ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि फेल दालों से पहले या बाद में ऑप्टिकल लेजर दालें आ रही हैं या नहीं। यदि ऑप्टिकल लेजर दालों FEL दालों से पहले आ रहे हैं, वर्तमान मूल्य और मूल्य जिस पर ऑप्टिकल लेजर दालों FEL दालों के बाद २०० picosecond पहुंचे के बीच आधे रास्ते के लिए समय निर्धारित करते हैं । उड़ान स्पेक्ट्रम का एक और समय प्राप्त करें और ज़ेनन टू प्लस टू प्लस टू प्लस थ्री प्लस के अनुपात की जांच करें।

लेजर पल्स समय को समायोजित करना जारी रखें जब तक कि टी0 500 फेम्टोसेकंड से बेहतर की सटीकता के साथ अनुमानित न हो जाए। फिर 50 से अधिक फेम्टोसेकंड के चरणों में टी0 की अनुमानित स्थिति के चारों ओर प्लस या माइनस एक पिकोसेकंड के क्षेत्र में देरी स्कैन स्थापित करें। उड़ान स्पेक्ट्रम का एक समय प्राप्त करें और प्रत्येक चरण के लिए ज़ेनन टू प्लस से क्सीनन थ्री प्लस का अनुपात निर्धारित करें।

देरी के समय के संबंध में इन अनुपातों को प्लॉट करें, एक कदम फ़ंक्शन प्राप्त करें और टी0 की सटीक लौकिक स्थिति प्राप्त करने के लिए चरण कार्य के केंद्र की गणना करें। उड़ान स्पेक्ट्रोस्कोपी के Xenon आयन समय का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है कि क्या कम से कम 67.5 इलेक्ट्रॉन वोल्ट की फोटॉन ऊर्जा के साथ फेल पल्स से पहले या बाद में एक 800 नैनोमीटर के पास-आईआर पल्स एक ज़ेनन गैस लक्ष्य में पहुंचे। उत्तेजित मेटास्टेबल ज़ेनन टू प्लस के बाद आयनीकरण तब हुआ जब नियर-आईआर पल्स फेल पल्स के बाद आई जिससे ज़ीनन थ्री प्लस यील्ड बढ़ गई। विलंब समय के एक समारोह के रूप में xenon दो प्लस से xenon तीन प्लस के अनुपात की साजिश रचने एक कदम समारोह है जहां से T0 निर्धारित किया जा सकता है प्रदान की है ।

आयोडीन आयन गति छवियों को भी कम से ५७ इलेक्ट्रॉन वोल्ट की एक फोटॉन ऊर्जा के साथ T0 निर्धारित करने के लिए इस्तेमाल किया गया । एक कम ऊर्जा योगदान एक स्पाइक के रूप में ही दिखाई दे रहा था जब यूवी पल्स FEL पल्स से पहले पहुंचे । T0 देरी समय के एक समारोह के रूप में स्पाइक आयन उपज के एक भूखंड से निकाला गया था ।

शॉट-बाय-शॉट डेटा एक गुच्छा आगमन समय मॉनिटर द्वारा दर्ज ऑप्टिकल लेजर दालों के संबंध में FEL दालों के सापेक्ष आगमन समय में नर्वस के लिए सही करने के लिए इस्तेमाल किया गया था । यह विशेष रूप से लौकिक संकल्प में डेटा की गुणवत्ता में एक उल्लेखनीय सुधार का उत्पादन किया । एक बार महारत हासिल है, ऑप्टिकल लेजर दालों और FEL के बीच लौकिक और स्थानिक ओवरलैप की स्थापना के बारे में दो से तीन घंटे में किया जा सकता है, जबकि पंप जांच माप है कि इस प्रकार आम तौर पर कई दिन लगते हैं ।

यद्यपि यह प्रक्रिया गैस चरण में परमाणुओं और अणुओं के लिए विकसित की गई थी, लेकिन इसे नैनोकणों या तरल पदार्थ और ठोस जैसे अन्य नमूनों पर भी लागू किया जा सकता है। यह न भूलें कि उच्च शक्ति वाले फेमटोसेकंड लेजर के साथ काम करना बेहद खतरनाक हो सकता है। विशिष्ट सुरक्षा प्रशिक्षण अनिवार्य है।

और जब उच्च शक्ति पराबैंगनीकिरण के साथ काम कर रहे हैं, हमेशा अपने सुरक्षात्मक लेजर सुरक्षा काले चश्मे पहनते हैं।

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