Napredek v skrajnem ultravijoličnemTehnologija lahkega vira
V zadnjih letih so ekstremni ultravijolični visoki harmonični viri pritegnili široko pozornost na področju dinamike elektronov zaradi svoje močne skladnosti, kratkega trajanja impulzov in visoke energije fotona in so bili uporabljeni v različnih spektralnih in slikarskih študijah. Z napredkom tehnologije je tosvetlobni virse razvija v smeri večje frekvence ponavljanja, višji fotonski tok, višjo energijo fotona in krajšo širino impulza. Ta vnaprej ne samo optimizira merilno ločljivost ekstremnih ultravijoličnih svetlobnih virov, temveč ponuja tudi nove možnosti za prihodnje trende tehnološkega razvoja. Zato je poglobljena študija in razumevanje visoke frekvence ponavljanja ekstremnega ultravijoličnega svetlobnega vira velikega pomena za obvladovanje in uporabo vrhunske tehnologije.
Za meritve elektronske spektroskopije na femtosekundnih in atosekundnih časovnih lestvicah je število dogodkov, izmerjenih v enem samem žarku, pogosto nezadostno, zaradi česar so nizki referenčni viri svetlobe nezadostni za pridobitev zanesljive statistike. Hkrati bo svetlobni vir z nizkim fotonskim tokom v omejenem času izpostavljenosti zmanjšal razmerje med signalom in šumom mikroskopskega slikanja. Z neprekinjenim raziskovanjem in poskusi so raziskovalci številni izboljšali optimizacijo donosa in zasnovo prenosa z visoko frekvenco ponavljanja ekstremne ultravijolične svetlobe. Za doseganje visoke natančne meritve materialne strukture in elektronskega dinamičnega procesa je bila uporabljena napredna spektralna tehnologija v kombinaciji z visoko frekvenco ponavljanja ekstremne ultravijolične svetlobne vire.
Uporaba ekstremnih virov ultravijolične svetlobe, kot so meritev kotne ločljivosti elektronske spektroskopije (ARPES), za osvetlitev vzorca potrebujejo žarek ekstremne ultravijolične svetlobe. Elektroni na površini vzorca se v neprekinjenem stanju vzbudijo skrajna ultravijolična svetloba, kinetična energija in kot emisijski kot fotoelektronov pa vsebujejo informacije o strukturi pasu. Analizator elektronov s funkcijo ločljivosti kota prejme sevane fotoelektrone in dobi strukturo pasu v bližini valenčnega pasu vzorca. Za nizko ponavljajočo se frekvenco ekstremnega ultravijoličnega svetlobnega vira, ker njen posamezni impulz vsebuje veliko število fotonov, bo v kratkem času vzbudil veliko število fotoelektronov na površini vzorca, interakcija Coulomb pa bo prinesla resno širitev porazdelitve kinetične energije fotoelektronov, ki se imenujejo vesoljski učinek. Da bi zmanjšali vpliv učinka na naboje prostora, je treba zmanjšati fotoelektrone, ki jih vsebuje vsak impulz, hkrati pa ohranja konstanten fotonski tok, zato je treba vozitilaserZ visoko frekvenco ponavljanja za izdelavo ekstremnega ultravijoličnega svetlobnega vira z visoko frekvenco ponavljanja.
Resonančna izboljšana tehnologija votline uresničuje ustvarjanje harmonikov z visokim redom pri ponavljajoči se frekvenci MHZ
Da bi pridobili ekstremni ultravijolični vir svetlobe s hitrostjo ponavljanja do 60 MHz, je Jonesova ekipa na Univerzi v Britanski Kolumbiji v Združenem kraljestvu izvajala harmonično generacijo visokega reda v femtosekundnem resonančnem okrepitvi votline (FSEC), da bi dosegla praktični ekstremni ultravioletni svetlob (TR-arpes) poskusi. Svetlobni vir je sposoben dostaviti fotonski tok več kot 1011 fotonskih števil na sekundo z enim harmoniko s hitrostjo ponovitve 60 MHz v območju energije od 8 do 40 eV. Kot vir semena za FSEC so uporabili laserski sistem z ytterbium dopiran, in nadzorovane impulzne značilnosti s prilagojeno zasnovo laserskega sistema, da bi zmanjšali hrup odmikanja frekvence ovojnice (FCEO) in ohranili dobre lastnosti stiskanja impulza na koncu ojačevalne verige. Da bi dosegli stabilno izboljšanje resonance znotraj FSEC, uporabljajo tri servo kontrolne zanke za nadzor povratnih informacij, kar ima za posledico aktivno stabilizacijo pri dveh stopinjah svobode: čas krožnega potovanja impulznega kolesarjenja znotraj FSEC se ujema z laserskim impulzom in faznim prehodom električnega polja glede na ovojnico impulza (ie, ϕCEO).
Z uporabo Krypton Gas kot delovnega plina je raziskovalna skupina dosegla ustvarjanje harmonikov višjega reda v FSEC. Izvedli so TR-arpes meritve grafita in opazili hitro termiacijo in kasnejšo počasno rekombinacijo netermično vzbujenih populacij elektronov, pa tudi dinamiko netermično neposredno vzbujenih stanj blizu ravni Fermija nad 0,6 eV. Ta svetlobni vir ponuja pomembno orodje za preučevanje elektronske strukture zapletenih materialov. Vendar pa ima ustvarjanje harmonikov z visokim redom v FSEC zelo visoke zahteve za odbojnost, disperzijsko kompenzacijo, natančno prilagoditev dolžine votline in zaklepanje sinhronizacije, kar bo močno vplivalo na izboljšavo večkratno resonančno okrepljeno votlino. Hkrati je tudi nelinearni fazni odziv plazme na žariščni točki votline. Zato takšen vir svetlobe trenutno ni postal osrednji ekstremni ultravijoličniVisok harmonični vir svetlobe.
Čas objave: APR-29-2024