Aşırı ultraviyole alanındaki gelişmelerışık kaynağı teknolojisi
Son yıllarda aşırı ultraviyole yüksek harmonikli kaynaklar, güçlü tutarlılıkları, kısa darbe süreleri ve yüksek foton enerjileri nedeniyle elektron dinamiği alanında büyük ilgi görmüş ve çeşitli spektral ve görüntüleme çalışmalarında kullanılmaya başlanmıştır.Teknolojinin ilerlemesiyle buIşık kaynağıdaha yüksek tekrarlama frekansına, daha yüksek foton akışına, daha yüksek foton enerjisine ve daha kısa darbe genişliğine doğru gelişmektedir.Bu ilerleme yalnızca aşırı ultraviyole ışık kaynaklarının ölçüm çözünürlüğünü optimize etmekle kalmıyor, aynı zamanda gelecekteki teknolojik gelişme eğilimleri için yeni olanaklar da sağlıyor.Bu nedenle, yüksek tekrarlama frekanslı aşırı ultraviyole ışık kaynağının derinlemesine incelenmesi ve anlaşılması, en son teknolojiye hakim olmak ve uygulamak için büyük önem taşımaktadır.
Femtosaniye ve attosaniye zaman ölçeklerindeki elektron spektroskopisi ölçümleri için, tek bir ışında ölçülen olayların sayısı genellikle yetersizdir, bu da düşük frekanslı ışık kaynaklarının güvenilir istatistikler elde etmek için yetersiz kalmasına neden olur.Aynı zamanda düşük foton akışına sahip ışık kaynağı, sınırlı maruz kalma süresi boyunca mikroskobik görüntülemenin sinyal-gürültü oranını azaltacaktır.Sürekli araştırma ve deneyler yoluyla araştırmacılar, yüksek tekrarlama frekanslı aşırı ultraviyole ışığın verim optimizasyonu ve iletim tasarımında birçok iyileştirme yaptı.Malzeme yapısının ve elektronik dinamik sürecin yüksek hassasiyetli ölçümünü elde etmek için yüksek tekrarlama frekanslı aşırı ultraviyole ışık kaynağı ile birleştirilmiş gelişmiş spektral analiz teknolojisi kullanılmıştır.
Açısal çözümlenmiş elektron spektroskopisi (ARPES) ölçümleri gibi aşırı ultraviyole ışık kaynaklarının uygulamaları, numuneyi aydınlatmak için aşırı ultraviyole ışık ışınını gerektirir.Numunenin yüzeyindeki elektronlar aşırı ultraviyole ışık tarafından sürekli duruma uyarılır ve fotoelektronların kinetik enerjisi ve emisyon açısı numunenin bant yapısı bilgisini içerir.Açı çözünürlüğü fonksiyonuna sahip elektron analizörü, yayılan fotoelektronları alır ve numunenin değerlik bandına yakın bant yapısını elde eder.Düşük tekrarlama frekanslı aşırı ultraviyole ışık kaynağı için, tek darbesi çok sayıda foton içerdiğinden, kısa sürede numune yüzeyinde çok sayıda fotoelektronu uyaracak ve Coulomb etkileşimi dağılımın ciddi şekilde genişlemesine neden olacaktır. uzay yükü etkisi olarak adlandırılan fotoelektron kinetik enerjisininUzay yükü etkisinin etkisini azaltmak için, sabit foton akısını korurken her darbede bulunan fotoelektronları azaltmak gerekir, bu nedenle darbeyi sürmek gerekir.lazerYüksek tekrarlama frekansına sahip aşırı ultraviyole ışık kaynağı üretmek için yüksek tekrarlama frekansına sahiptir.
Rezonansla geliştirilmiş boşluk teknolojisi, MHz tekrarlama frekansında yüksek dereceli harmoniklerin üretimini gerçekleştirir
60 MHz'e kadar tekrarlama oranına sahip ekstrem bir ultraviyole ışık kaynağı elde etmek amacıyla, Birleşik Krallık'taki British Columbia Üniversitesi'ndeki Jones ekibi, pratik bir çözüm elde etmek amacıyla femtosaniye rezonans geliştirme boşluğunda (fsEC) yüksek dereceli harmonik üretim gerçekleştirdi. aşırı ultraviyole ışık kaynağı ve bunu zamanla çözümlenen açısal çözümlenmiş elektron spektroskopisi (Tr-ARPES) deneylerine uyguladı.Işık kaynağı, 8 ila 40 eV enerji aralığında 60 MHz tekrarlama oranında tek bir harmonikle saniyede 1011'den fazla foton sayısından oluşan bir foton akısı sağlama kapasitesine sahiptir.FsEC için bir tohum kaynağı olarak iterbiyum katkılı bir fiber lazer sistemi kullandılar ve taşıyıcı zarf ofset frekansı (fCEO) gürültüsünü en aza indirmek ve amplifikatör zincirinin sonunda iyi darbe sıkıştırma özelliklerini korumak için özelleştirilmiş bir lazer sistemi tasarımı aracılığıyla darbe özelliklerini kontrol ettiler.FsEC içinde stabil rezonans iyileştirmesi elde etmek için, geri besleme kontrolü için üç servo kontrol döngüsü kullanırlar, bu da iki serbestlik derecesinde aktif stabilizasyon sağlar: fsEC içindeki darbe döngüsünün gidiş-dönüş süresi, lazer darbe periyoduyla eşleşir ve faz kayması darbe zarfına (yani taşıyıcı zarf fazı, ϕCEO) göre elektrik alan taşıyıcısının.
Araştırma ekibi, çalışma gazı olarak kripton gazını kullanarak fsEC'de daha yüksek dereceli harmoniklerin üretilmesini sağladı.Grafitin Tr-ARPES ölçümlerini gerçekleştirdiler ve termal olarak uyarılmamış elektron popülasyonlarının hızlı termiasyonunu ve ardından yavaş rekombinasyonunu ve ayrıca 0,6 eV'nin üzerindeki Fermi seviyesine yakın termal olarak doğrudan uyarılmamış durumların dinamiklerini gözlemlediler.Bu ışık kaynağı, karmaşık malzemelerin elektronik yapısını incelemek için önemli bir araç sağlar.Bununla birlikte, fsEC'de yüksek dereceli harmoniklerin üretilmesi, yansıma, dağılım telafisi, boşluk uzunluğunun ince ayarlanması ve senkronizasyon kilitlemesi için çok yüksek gereksinimlere sahiptir ve bu, rezonansla güçlendirilmiş boşluğun geliştirme katını büyük ölçüde etkileyecektir.Aynı zamanda, boşluğun odak noktasındaki plazmanın doğrusal olmayan faz tepkisi de bir zorluktur.Bu nedenle, şu anda bu tür bir ışık kaynağı, aşırı ultraviyole ana akım haline gelmedi.yüksek harmonik ışık kaynağı.
Gönderim zamanı: Nis-29-2024