Kemajuan dalam ultraviolet yang melampauteknologi sumber cahaya
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, sumber harmonik tinggi ultraungu yang melampau telah menarik perhatian luas dalam bidang dinamik elektron kerana koheren yang kuat, tempoh nadi yang pendek dan tenaga foton yang tinggi, dan telah digunakan dalam pelbagai kajian spektrum dan pengimejan. Dengan kemajuan teknologi, inisumber cahayaberkembang ke arah kekerapan ulangan yang lebih tinggi, fluks foton yang lebih tinggi, tenaga foton yang lebih tinggi dan lebar nadi yang lebih pendek. Kemajuan ini bukan sahaja mengoptimumkan resolusi pengukuran sumber cahaya ultraungu yang melampau, tetapi juga menyediakan kemungkinan baharu untuk arah aliran pembangunan teknologi masa hadapan. Oleh itu, kajian dan pemahaman mendalam tentang sumber cahaya ultraungu ekstrem frekuensi ulangan tinggi adalah sangat penting untuk menguasai dan menggunakan teknologi canggih.
Untuk pengukuran spektroskopi elektron pada skala masa femtosaat dan attosaat, bilangan peristiwa yang diukur dalam satu pancaran selalunya tidak mencukupi, menjadikan sumber cahaya frekuensi rendah tidak mencukupi untuk mendapatkan statistik yang boleh dipercayai. Pada masa yang sama, sumber cahaya dengan fluks foton yang rendah akan mengurangkan nisbah isyarat-ke-bunyi pengimejan mikroskopik semasa masa pendedahan yang terhad. Melalui penerokaan dan eksperimen berterusan, penyelidik telah membuat banyak penambahbaikan dalam pengoptimuman hasil dan reka bentuk penghantaran cahaya ultraungu melampau frekuensi ulangan tinggi. Teknologi analisis spektrum termaju digabungkan dengan frekuensi pengulangan tinggi sumber cahaya ultraungu melampau telah digunakan untuk mencapai ukuran ketepatan tinggi struktur bahan dan proses dinamik elektronik.
Aplikasi sumber cahaya ultraungu yang melampau, seperti pengukuran spektroskopi elektron penyelesaian sudut (ARPES), memerlukan pancaran cahaya ultraungu yang melampau untuk menerangi sampel. Elektron pada permukaan sampel teruja kepada keadaan berterusan oleh cahaya ultraungu yang melampau, dan tenaga kinetik dan Sudut pancaran fotoelektron mengandungi maklumat struktur jalur sampel. Penganalisis elektron dengan fungsi resolusi Sudut menerima fotoelektron terpancar dan mendapatkan struktur jalur berhampiran jalur valens sampel. Untuk frekuensi pengulangan rendah sumber cahaya ultraungu yang melampau, kerana nadi tunggalnya mengandungi sejumlah besar foton, ia akan merangsang sejumlah besar fotoelektron pada permukaan sampel dalam masa yang singkat, dan interaksi Coulomb akan membawa meluaskan pengedaran yang serius. tenaga kinetik fotoelektron, yang dipanggil kesan caj ruang. Untuk mengurangkan pengaruh kesan caj ruang, adalah perlu untuk mengurangkan fotoelektron yang terkandung dalam setiap nadi sambil mengekalkan fluks foton yang berterusan, jadi ia adalah perlu untuk memaculaserdengan kekerapan ulangan yang tinggi untuk menghasilkan sumber cahaya ultraungu yang melampau dengan kekerapan ulangan yang tinggi.
Teknologi rongga dipertingkatkan resonans merealisasikan penjanaan harmonik tertib tinggi pada kekerapan ulangan MHz
Untuk mendapatkan sumber cahaya ultraungu yang melampau dengan kadar pengulangan sehingga 60 MHz, pasukan Jones di Universiti British Columbia di United Kingdom melakukan penjanaan harmonik tertib tinggi dalam rongga peningkatan resonans femtosaat (fsEC) untuk mencapai praktikal sumber cahaya ultraungu yang melampau dan menggunakannya pada eksperimen spektroskopi elektron penyelesaian sudut penyelesaian masa (Tr-ARPES). Sumber cahaya mampu menyampaikan fluks foton lebih daripada 1011 nombor foton sesaat dengan harmonik tunggal pada kadar pengulangan 60 MHz dalam julat tenaga 8 hingga 40 eV. Mereka menggunakan sistem laser gentian dop ytterbium sebagai sumber benih untuk fsEC, dan mengawal ciri nadi melalui reka bentuk sistem laser tersuai untuk meminimumkan hingar frekuensi mengimbangi sampul pembawa (fCEO) dan mengekalkan ciri mampatan nadi yang baik pada penghujung rantai penguat. Untuk mencapai peningkatan resonans yang stabil dalam fsEC, mereka menggunakan tiga gelung kawalan servo untuk kawalan maklum balas, menghasilkan penstabilan aktif pada dua darjah kebebasan: masa perjalanan pergi balik kitaran nadi dalam fsEC sepadan dengan tempoh nadi laser, dan peralihan fasa pembawa medan elektrik berkenaan dengan sampul nadi (iaitu, fasa sampul pembawa, ϕCEO).
Dengan menggunakan gas krypton sebagai gas kerja, pasukan penyelidik mencapai penjanaan harmonik peringkat tinggi dalam fsEC. Mereka melakukan pengukuran grafit Tr-ARPES dan memerhatikan termiasi pantas dan penggabungan semula perlahan populasi elektron yang tidak teruja secara terma, serta dinamik keadaan tidak teruja secara langsung secara langsung berhampiran tahap Fermi di atas 0.6 eV. Sumber cahaya ini menyediakan alat penting untuk mengkaji struktur elektronik bahan kompleks. Walau bagaimanapun, penjanaan harmonik tertib tinggi dalam fsEC mempunyai keperluan yang sangat tinggi untuk pemantulan, pampasan serakan, pelarasan halus panjang rongga dan penguncian penyegerakan, yang akan sangat mempengaruhi gandaan peningkatan rongga dipertingkatkan resonans. Pada masa yang sama, tindak balas fasa tak linear plasma pada titik fokus rongga juga merupakan satu cabaran. Oleh itu, pada masa ini, sumber cahaya jenis ini tidak menjadi arus perdana ultraungu melampausumber cahaya harmonik tinggi.
Masa siaran: Apr-29-2024