Kemajuan dalam Ultraviolet EkstrimTeknologi Sumber Cahaya
Dalam beberapa tahun terakhir, sumber harmonik tinggi ultraviolet ekstrem telah menarik perhatian luas di bidang dinamika elektron karena koherensi kuatnya, durasi pulsa pendek dan energi foton yang tinggi, dan telah digunakan dalam berbagai studi spektral dan pencitraan. Dengan kemajuan teknologi, inisumber cahayaberkembang menuju frekuensi pengulangan yang lebih tinggi, fluks foton yang lebih tinggi, energi foton yang lebih tinggi dan lebar pulsa yang lebih pendek. Kemajuan ini tidak hanya mengoptimalkan resolusi pengukuran sumber cahaya ultraviolet ekstrem, tetapi juga memberikan kemungkinan baru untuk tren pengembangan teknologi di masa depan. Oleh karena itu, studi mendalam dan pemahaman tentang frekuensi pengulangan tinggi Sumber cahaya ultraviolet ekstrem sangat penting untuk menguasai dan menerapkan teknologi mutakhir.
Untuk pengukuran spektroskopi elektron pada skala waktu femtosecond dan attosecond, jumlah peristiwa yang diukur dalam balok tunggal seringkali tidak cukup, membuat sumber cahaya refrekuensi rendah tidak cukup untuk mendapatkan statistik yang andal. Pada saat yang sama, sumber cahaya dengan fluks foton rendah akan mengurangi rasio sinyal-ke-noise dari pencitraan mikroskopis selama waktu paparan terbatas. Melalui eksplorasi dan eksperimen yang berkelanjutan, para peneliti telah membuat banyak peningkatan dalam optimasi hasil dan desain transmisi dari frekuensi pengulangan tinggi yang ekstrem sinar ultraviolet. Teknologi analisis spektral canggih yang dikombinasikan dengan frekuensi pengulangan tinggi sumber cahaya ultraviolet ekstrem telah digunakan untuk mencapai pengukuran presisi tinggi struktur material dan proses dinamis elektronik.
Aplikasi sumber cahaya ultraviolet ekstrem, seperti pengukuran spektroskopi elektron (ARPE) yang diselesaikan dengan sudut, memerlukan sinar cahaya ultraviolet ekstrem untuk menerangi sampel. Elektron pada permukaan sampel bersemangat ke keadaan kontinu oleh cahaya ultraviolet ekstrem, dan energi kinetik dan sudut emisi fotoelektron berisi informasi struktur pita sampel. Analisis elektron dengan fungsi resolusi sudut menerima fotoelektron yang dipancarkan dan memperoleh struktur pita di dekat pita valensi sampel. Untuk frekuensi pengulangan rendah sumber cahaya ultraviolet ekstrem, karena pulsa tunggal berisi sejumlah besar foton, ia akan menggairahkan sejumlah besar fotoelektron pada permukaan sampel dalam waktu singkat, dan interaksi Coulomb akan membawa pelebaran serius dari distribusi energi kinetik fotoelektron, yang disebut efek muatan ruang. Untuk mengurangi pengaruh efek muatan ruang, perlu mengurangi fotoelektron yang terkandung dalam setiap pulsa sambil mempertahankan fluks foton yang konstan, sehingga perlu untuk menggerakkanlaserdengan frekuensi pengulangan yang tinggi untuk menghasilkan sumber cahaya ultraviolet ekstrem dengan frekuensi pengulangan yang tinggi.
Teknologi rongga yang ditingkatkan resonansi mewujudkan generasi harmonik orde tinggi pada frekuensi pengulangan MHz
Untuk mendapatkan sumber cahaya ultraviolet ekstrem dengan tingkat pengulangan hingga 60 MHz, tim Jones di University of British Columbia di Inggris melakukan generasi harmonik orde tinggi dalam rongga peningkatan resonansi femtosecond (FSEC) untuk mencapai sumber cahaya elektravi ekstrem yang praktis dan menggunakannya untuk rongga-waktu-rese. Sumber cahaya mampu memberikan fluks foton lebih dari 1011 angka foton per detik dengan harmonik tunggal pada laju pengulangan 60 MHz dalam kisaran energi 8 hingga 40 eV. Mereka menggunakan sistem laser serat yang didoping ytterbium sebagai sumber benih untuk FSEC, dan karakteristik pulsa terkontrol melalui desain sistem laser yang disesuaikan untuk meminimalkan kebisingan frekuensi offset (FCEO) yang baik dan mempertahankan karakteristik kompresi pulsa yang baik pada ujung rantai amplifier. Untuk mencapai peningkatan resonansi yang stabil dalam FSEC, mereka menggunakan tiga loop kontrol servo untuk kontrol umpan balik, menghasilkan stabilisasi aktif pada dua derajat kebebasan: waktu perjalanan bulat dari bersepeda nadi dalam FSEC cocok dengan periode pulsa laser, dan fase fase fase.
Dengan menggunakan gas Krypton sebagai gas kerja, tim peneliti mencapai generasi harmonik tingkat tinggi di FSEC. Mereka melakukan pengukuran TR-ARPES grafit dan mengamati termiasi yang cepat dan rekombinasi lambat populasi elektron yang tidak tereksitasi yang tidak tereksitasi, serta dinamika keadaan tereksitasi yang tidak langsung secara langsung di dekat tingkat Fermi di atas 0,6 eV. Sumber cahaya ini menyediakan alat penting untuk mempelajari struktur elektronik bahan kompleks. Namun, generasi harmonik orde tinggi di FSEC memiliki persyaratan yang sangat tinggi untuk reflektifitas, kompensasi dispersi, penyesuaian panjang rongga dan penguncian sinkronisasi, yang akan sangat mempengaruhi kelipatan peningkatan rongga yang ditingkatkan resonansi. Pada saat yang sama, respons fase nonlinier plasma pada titik fokus rongga juga merupakan tantangan. Oleh karena itu, saat ini, sumber cahaya semacam ini belum menjadi arus utama ultraviolet ekstrimSumber Cahaya Harmonik Tinggi.
Waktu posting: Apr-29-2024