Успіхи в екстремальному ультрафіолетіТехнологія джерела світла
В останні роки екстремальні ультрафіолетові високі гармонічні джерела привернули широку увагу в галузі динаміки електронів завдяки їх сильній узгодженість, короткій тривалості імпульсу та високій енергії фотонів, і вони використовувались у різних спектральних та візуалізаціях. З просуванням технології цеджерело світларозвивається у напрямку більшої частоти повторення, більш високого потоку фотонів, більш високої енергії фотонів та коротшої ширини імпульсу. Цей прогрес не тільки оптимізує роздільну здатність вимірювання екстремальних джерел ультрафіолетового світла, але й надає нові можливості для майбутніх тенденцій технологічного розвитку. Тому поглиблене вивчення та розуміння високої частоти повторення екстремальне джерело ультрафіолетового світла має велике значення для освоєння та застосування передових технологій.
Для вимірювань електронної спектроскопії на фемтосекундних та аттосекундних часових масштабах кількість подій, виміряних в одному промені, часто недостатня, що робить джерела світла з низьким рівнем відновлення недостатньою для отримання надійної статистики. У той же час джерело світла з низьким потоком фотона зменшить співвідношення сигнал-шум мікроскопічних зображень протягом обмеженого часу впливу. Завдяки безперервному дослідженню та експериментам дослідники зробили багато вдосконалень в оптимізації врожайності та конструкції передачі високої частоти повторення екстремального ультрафіолетового світла. Для досягнення високої точності вимірювання матеріальної структури та електронного динамічного процесу було використано розширену технологію спектрального аналізу в поєднанні з високою частотною частотою екстремального ультрафіолетового джерела світла.
Застосування екстремальних джерел ультрафіолетового світла, таких як вимірювання кутової розведеної електронної спектроскопії (ARPES), потребують променя екстремального ультрафіолетового світла для висвітлення зразка. Електрони на поверхні зразка збуджуються до суцільного стану за допомогою крайнього ультрафіолетового світла, а кінетична енергія та кут випромінювання фотоелектронів містять інформацію про структуру смуги зразка. Електронний аналізатор з функцією роздільної здатності кута отримує випромінювані фотоелектрони та отримує структуру смуги поблизу валентної смуги зразка. Для низької частоти повторення екстремального джерела ультрафіолетового світла, оскільки його одиночний імпульс містить велику кількість фотонів, він буде збуджувати велику кількість фотоелектронів на поверхні зразка за короткий час, а взаємодія кулонів спричинить серйозне розширення розподілу кінетичної енергії фотоелектрону, що називається ефектом простору. Для того, щоб зменшити вплив ефекту простору заряду, необхідно зменшити фотоелектрони, що містяться в кожному імпульсі, зберігаючи постійний потік фотона, тому необхідно керуватилазерз високою частотою повторення для отримання крайнього джерела ультрафіолетового світла з високою частотою повторення.
Резонансна розширена технологія порожнини реалізує генерацію гармоніків високого порядку на частоті повторення МГц
Для того, щоб отримати надзвичайне ультрафіолетове джерело світла зі швидкістю повторення до 60 МГц, команда Джонса в університеті Британської Колумбії у Великобританії здійснила покоління гармонійних фемтосекундних резонансів (FSEC) для досягнення практичної екстремальної ультрафіолетової світильної спектру). Джерело світла здатне доставити потік фотона з більш ніж 1011 номерів фотонів в секунду з однією гармонікою зі швидкістю повторення 60 МГц в енергетичному діапазоні від 8 до 40 еВ. Вони використовували волоконну систему, що лежать у формі Ytterbium, як джерело насіння для FSEC та контрольовані характеристики імпульсу за допомогою індивідуальної конструкції лазерної системи, щоб мінімізувати частоту зміщення конвертів (FCEO) та підтримувати хороші характеристики стиснення імпульсу в кінці ланцюга підсилювача. Для досягнення стабільного посилення резонансу в межах FSEC вони використовують три петлі управління сервоприводом для контролю зворотного зв'язку, що призводить до активної стабілізації при двох градусах свободи: час кругової поїздки імпульсного циклу в межах FSEC відповідає періоду лазерного імпульсу, і фазового зсуву електричного поля стосовно імпульсу (тобто феєра носіїв.
Використовуючи газ Криптон як робочий газ, дослідницька група досягла генерації гармоніків вищого порядку у FSEC. Вони провели вимірювання графіту TR-ARPES та спостерігали швидку терморію та подальшу повільну рекомбінацію неспільно-збуджених популяцій електронних електронів, а також динаміку нетермічно безпосередньо збуджених станів поблизу рівня Фермі вище 0,6 еВ. Це джерело світла забезпечує важливий інструмент для вивчення електронної структури складних матеріалів. Однак генерація гармоніків високого порядку у FSEC має дуже високі вимоги до відбивної здатності, компенсації дисперсії, тонкого коригування довжини порожнини та блокування синхронізації, що значно вплине на посилення, кратну порожнини, що підсилює резонанс. У той же час, нелінійна фазова реакція плазми в центрі порожнини також є проблемою. Тому в даний час такий вид світла не став основним екстремальним ультрафіолетомВисоке гармонічне джерело світла.
Час посади: квітня-29-2024