Προόδους σε ακραία υπεριώδηΤεχνολογία φωτός πηγής
Τα τελευταία χρόνια, οι ακραίες υπεριώδεις υψηλές αρμονικές πηγές έχουν προσελκύσει μεγάλη προσοχή στον τομέα της δυναμικής των ηλεκτρονίων λόγω της ισχυρής συνοχής τους, της μικρής διάρκειας παλμού και της υψηλής ενέργειας φωτονίων και έχουν χρησιμοποιηθεί σε διάφορες μελέτες φασματικής και απεικόνισης. Με την πρόοδο της τεχνολογίας, αυτόελαφριά πηγήαναπτύσσεται προς υψηλότερη συχνότητα επανάληψης, υψηλότερη ροή φωτονίων, υψηλότερη ενέργεια φωτονίων και μικρότερο πλάτος παλμού. Αυτή η προκαταβολή όχι μόνο βελτιστοποιεί την ανάλυση μέτρησης των ακραίων πηγών υπεριώδους φωτός, αλλά παρέχει επίσης νέες δυνατότητες για μελλοντικές τάσεις τεχνολογικής ανάπτυξης. Επομένως, η σε βάθος μελέτη και κατανόηση της υψηλής συχνότητας επανάληψης ακραίων πηγών υπεριώδους φωτός έχει μεγάλη σημασία για την κυριαρχία και την εφαρμογή τεχνολογίας αιχμής.
Για τις μετρήσεις φασματοσκοπίας ηλεκτρονίων σε χρονικές κλίμακες femtosecond και attosecond, ο αριθμός των συμβάντων που μετρούνται σε μία μόνο δέσμη είναι συχνά ανεπαρκής, καθιστώντας τις χαμηλές πηγές φωτός αναφοράς ανεπαρκείς για να ληφθούν αξιόπιστα στατιστικά στοιχεία. Ταυτόχρονα, η πηγή φωτός με χαμηλή ροή φωτονίων θα μειώσει την αναλογία σήματος προς θόρυβο της μικροσκοπικής απεικόνισης κατά τη διάρκεια του περιορισμένου χρόνου έκθεσης. Μέσα από συνεχή εξερεύνηση και πειράματα, οι ερευνητές έχουν κάνει πολλές βελτιώσεις στη βελτιστοποίηση της απόδοσης και τον σχεδιασμό μετάδοσης υψηλής συχνότητας επανάληψης ακραίου υπεριώδους φωτός. Η προηγμένη τεχνολογία φασματικής ανάλυσης σε συνδυασμό με την υψηλή συχνότητα επαναλήψεων, η ακραία πηγή υπεριώδους φωτός έχει χρησιμοποιηθεί για την επίτευξη της μέτρησης υψηλής ακρίβειας της δομής του υλικού και της ηλεκτρονικής δυναμικής διαδικασίας.
Οι εφαρμογές ακραίων πηγών υπεριώδους φωτός, όπως οι μετρήσεις της φασματοσκοπίας ηλεκτρονικής φασματοσκοπίας (ARPES), όπως η δέσμη ακραίου υπεριώδους φωτός για να φωτίζουν το δείγμα. Τα ηλεκτρόνια στην επιφάνεια του δείγματος είναι ενθουσιασμένοι με τη συνεχή κατάσταση από το ακραίο υπεριώδες φως και η κινητική ενέργεια και η γωνία εκπομπής των φωτοηλεκτρονίων περιέχουν τις πληροφορίες δομής ζώνης του δείγματος. Ο αναλυτής ηλεκτρονίων με τη συνάρτηση ανάλυσης γωνίας λαμβάνει τα ακτινοβολημένα φωτοηλεκτρονικά και λαμβάνει τη δομή της ζώνης κοντά στη ζώνη σθένους του δείγματος. Για την ακραία πηγή υπεριώδους φωτός χαμηλής επανάληψης, επειδή ο μεμονωμένος παλμός του περιέχει μεγάλο αριθμό φωτονίων, θα διεγείρει ένα μεγάλο αριθμό φωτοηλεκτρονίων στην επιφάνεια του δείγματος σε σύντομο χρονικό διάστημα και η αλληλεπίδραση Coulomb θα επιφέρει μια σοβαρή διεύρυνση της κατανομής της φωτοηλεκτρονικής κινητικής ενέργειας, που ονομάζεται το φαινόμενο του διαστημικού φορτίου. Προκειμένου να μειωθεί η επίδραση του αποτελέσματος του φορτίου του χώρου, είναι απαραίτητο να μειωθούν τα φωτοηλεκτρονικά που περιέχονται σε κάθε παλμό διατηρώντας παράλληλα τη σταθερή ροή φωτονίων, οπότε είναι απαραίτητο να οδηγήσετε τολέιζερμε υψηλή συχνότητα επανάληψης για την παραγωγή της ακραίας πηγής υπεριώδους φωτός με υψηλή συχνότητα επανάληψης.
Η τεχνολογία Cavity Enhanced Cavity συνειδητοποιεί τη δημιουργία αρμονικών υψηλής τάξης στη συχνότητα επανάληψης MHz
Προκειμένου να επιτευχθεί μια ακραία πηγή φωτός υπεριώδους φωτός με ρυθμό επανάληψης έως και 60 MHz, η ομάδα Jones στο Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολούμπια στο Ηνωμένο Βασίλειο πραγματοποίησε υψηλής τάξης αρμονική παραγωγή σε ένα φασματοσκοπικό φασματοσκοπία (Tr-Arpes). Η πηγή φωτός είναι σε θέση να παραδώσει ροή φωτονίων άνω των 1011 αριθμών φωτονίων ανά δευτερόλεπτο με μία μόνο αρμονική με ρυθμό επανάληψης 60 MHz στην ενέργεια από 8 έως 40 eV. Χρησιμοποίησαν ένα σύστημα λέιζερ ινών με διάτρηση ytterbium ως πηγή σπόρου για το FSEC και τα ελεγχόμενα χαρακτηριστικά παλμών μέσω ενός προσαρμοσμένου σχεδίου συστήματος λέιζερ για να ελαχιστοποιήσουν τον θόρυβο της συχνότητας μετατόπισης του φακέλου (FCEO) και τη διατήρηση καλών χαρακτηριστικών συμπίεσης παλμών στο τέλος της αλυσίδας ενισχυτή. Για να επιτευχθούν σταθερή βελτίωση συντονισμού στο FSEC, χρησιμοποιούν τρεις βρόχους ελέγχου σερβο για έλεγχο ανάδρασης, με αποτέλεσμα την ενεργή σταθεροποίηση σε δύο βαθμούς ελευθερίας: ο χρόνος στρογγυλής εκδρομής του ποδοσφαίρου μέσα στο FSEC ταιριάζει με την περίοδο παλμού λέιζερ και τη μετατόπιση της φάσης του ηλεκτρικού πεδίου σε σχέση με τον φάκελο παλμικού (IE, τη φάση του μεταφορέα,
Χρησιμοποιώντας το φυσικό αέριο Krypton ως εργατικό αέριο, η ερευνητική ομάδα πέτυχε τη δημιουργία αρμονικών υψηλότερης τάξης στην FSEC. Πραγματοποίησαν μετρήσεις TR-ARPEs του γραφίτη και παρατηρούμενη ταχεία θερμοποίηση και επακόλουθο αργό ανασυνδυασμό των μη θερμικά διεγερμένων πληθυσμών ηλεκτρονίων, καθώς και τη δυναμική των μη θερμικά άμεσα διεγερμένων καταστάσεων κοντά στο επίπεδο Fermi πάνω από το 0,6 eV. Αυτή η πηγή φωτός παρέχει ένα σημαντικό εργαλείο για τη μελέτη της ηλεκτρονικής δομής σύνθετων υλικών. Ωστόσο, η δημιουργία αρμονικών υψηλής τάξης στο FSEC έχει πολύ υψηλές απαιτήσεις για ανακλαστικότητα, αντιστάθμιση διασποράς, λεπτή ρύθμιση του μήκους της κοιλότητας και του κλειδώματος συγχρονισμού, γεγονός που θα επηρεάσει σημαντικά το πολλαπλάσιο της ενίσχυσης της κοιλότητας με συντονισμό. Ταυτόχρονα, η μη γραμμική απόκριση φάσης του πλάσματος στο επίκεντρο της κοιλότητας είναι επίσης μια πρόκληση. Επομένως, επί του παρόντος, αυτή η πηγή φωτός δεν έχει γίνει το mainstream Extreme UltravioletΥψηλή αρμονική πηγή φωτός.
Χρόνος δημοσίευσης: Απριλίου-29-2024