Pokroky v extrémních ultrafialechTechnologie světelného zdroje
V posledních letech přitahovaly extrémní ultrafialové vysoké harmonické zdroje širokou pozornost v oblasti dynamiky elektronů díky jejich silné koherenci, krátkému trvání pulsu a vysoké energií fotonu a byly použity v různých spektrálních a zobrazovacích studiích. S pokrokem technologie, totosvětelný zdrojse vyvíjí směrem k vyšší frekvenci opakování, vyššího toku fotonu, vyšší fotonové energie a kratší šířku pulsu. Tento pokrok nejen optimalizuje rozlišení měření extrémních ultrafialových zdrojů světla, ale také poskytuje nové možnosti pro budoucí trendy v oblasti technologického rozvoje. Hloubková studie a porozumění frekvenci vysoce opakování extrémního ultrafialového světelného světelného zdroje má velký význam pro zvládnutí a aplikaci špičkové technologie.
Pro měření elektronové spektroskopie na časových stupnicích femtosekundu a attosekundu je počet událostí měřených v jednom paprsku často nedostatečný, takže nízké refrekvenční zdroje světla dostatečné k získání spolehlivých statistik. Současně světelný zdroj s nízkým tokem fotonu sníží poměr signál-šum mikroskopického zobrazování během omezené doby expozice. Prostřednictvím nepřetržitého zkoumání a experimentů vědci provedli mnoho vylepšení v optimalizaci výnosu a návrhu přenosu vysoce repetiční frekvence extrémní ultrafialové světlo. K dosažení vysoce přesného měření struktury materiálu a elektronického dynamického procesu byla použita technologie pokročilé spektrální analýzy kombinovaná s vysokou opakovací frekvencí extrémní ultrafialové světelné zdroje.
Aplikace extrémních ultrafialových světelných světelných zdrojů, jako je měření úhlového rozlišeného elektronové spektroskopie (ARPES), vyžadují, aby se vzorek objevil paprsek extrémního ultrafialového světla. Elektrony na povrchu vzorku jsou vzrušeny do kontinuálního stavu extrémním ultrafialovým světlem a kinetická energie a emisní úhel fotoelektronů obsahují informace o struktuře pásma vzorku. Elektronový analyzátor s funkcí rozlišení úhlu přijímá vyzařované fotoelektrony a získává strukturu pásma poblíž valenčního pásma vzorku. Pro frekvenci nízkého opakování extrémního ultrafialového světelného zdroje, protože jeho jediný puls obsahuje velké množství fotonů, vzrušuje velké množství fotoelektronů na povrchu vzorku v krátké době a Coulombská interakce přinese závažné rozšíření distribuce fotoelektronové kinetické energie, což se nazývá prostorovým efektem náboje. Aby se snížil vliv efektu kosmického náboje, je nutné snížit fotoelektrony obsažené v každém pulsu při zachování konstantního fotonového toku, takže je nutné říditlasers vysokou frekvencí opakování vytvoření extrémního ultrafialového světelného zdroje s vysokou opakovací frekvencí.
Technologie vylepšené dutiny rezonance si uvědomuje generování harmonických s vysokým řádem při opakované frekvenci MHz
Aby se získal extrémní ultrafialový zdroj světla s opakováním až 60 MHz, tým Jones na University of British Columbia ve Velké Británii provedl generování harmonického rozvoje v femtosekundové rezonanci pro zlepšení elektronových (FSEC) (Trr-arziot) zákulisí (Trc-arpes). Zdroj světla je schopen dodávat fotonový tok více než 1011 čísel fotonů za sekundu s jedinou harmonií při opakované rychlosti 60 MHz v energetickém rozsahu 8 až 40 eV. Jako zdroj semen pro FSEC použili laserový systém vlákna dotovaného Ytterbium a kontrolovanými vlastnostmi pulzu prostřednictvím konstrukce přizpůsobeného laserového systému, aby se minimalizoval hluk frekvence frekvence nosiče (FCEO) a udržoval dobré vlastnosti komprese pulsu na konci řetězce zesilovače. K dosažení stabilního rezonance v rámci FSEC používají pro kontrolu zpětné vazby tři smyčky servo, což má za následek aktivní stabilizaci ve dvou stupních svobody: doba zpáteční cesty v cyklování pulsu v rámci fáze FSEC odpovídá období laserového pulsu).
Použitím kryptonového plynu jako pracovního plynu výzkumný tým dosáhl generování harmonických vyšších řádu ve FSEC. Provedli měření grafitu TR-ARPES a pozorovali rychlou termiaci a následnou pomalou rekombinaci netermicky excitovaných populací elektronů, jakož i dynamiku ne-the-the-tym přímo vzrušených stavů poblíž úrovně Fermi nad 0,6 eV. Tento světelný zdroj poskytuje důležitý nástroj pro studium elektronické struktury komplexních materiálů. Vytváření harmonických ve vysokém řádu v FSEC však má velmi vysoké požadavky na odrazivost, kompenzaci disperze, jemné nastavení délky dutiny a synchronizační zamykání, což výrazně ovlivní násobek vylepšení rezonance. Současně je také výzvou nelineární fázová odezva plazmy v ohnisku dutiny. Proto se v současné době tento druh světelného zdroje nestal mainstreamovým extrémním ultrafialemVysoký harmonický zdroj světla.
Čas příspěvku: APR-29-2024