Πηγή υπεριώδους φωτός υψηλής συχνότητας

Πηγή υπεριώδους φωτός υψηλής συχνότητας

Οι τεχνικές μετα-συμπίεσης σε συνδυασμό με πεδία δύο χρωμάτων παράγουν μια πηγή υπεριώδους φωτός υψηλής ροής
Για εφαρμογές Tr-ARPES, η μείωση του μήκους κύματος του φωτός οδήγησης και η αύξηση της πιθανότητας ιονισμού αερίου είναι αποτελεσματικά μέσα για την απόκτηση αρμονικών υψηλής ροής και υψηλής τάξης. Στη διαδικασία δημιουργίας αρμονικών υψηλής τάξης με συχνότητα υψηλής επανάληψης ενός περάσματος, η μέθοδος διπλασιασμού συχνότητας ή τριπλού διπλασιασμού υιοθετείται βασικά για την αύξηση της απόδοσης παραγωγής αρμονικών υψηλής τάξης. Με τη βοήθεια της συμπίεσης μετά τον παλμό, είναι ευκολότερο να επιτευχθεί η μέγιστη πυκνότητα ισχύος που απαιτείται για την παραγωγή αρμονικών υψηλής τάξης χρησιμοποιώντας ένα μικρότερο φως μετάδοσης κίνησης παλμών, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται υψηλότερη απόδοση παραγωγής από εκείνη μιας μεγαλύτερης παλμικής μετάδοσης κίνησης.

Ο μονόχρωμος διπλού πλέγματος επιτυγχάνει αντιστάθμιση κλίσης παλμού προς τα εμπρός
Η χρήση ενός μόνο περιθλατικού στοιχείου σε ένα μονοχρωμάτορα εισάγει μια αλλαγήοπτικόςδιαδρομή ακτινικά στη δέσμη ενός εξαιρετικά βραχυπρόθεσμου παλμού, επίσης γνωστή ως κλίση παλμού προς τα εμπρός, με αποτέλεσμα μια χρονική διάταση. Η συνολική χρονική διαφορά για ένα σημείο περίθλασης με μήκος κύματος περίθλασης λ στην τάξη περίθλασης m είναι Nmλ, όπου N είναι ο συνολικός αριθμός των φωτιζόμενων γραμμών πλέγματος. Με την προσθήκη ενός δεύτερου περιθλατικού στοιχείου, το κεκλιμένο μέτωπο του παλμού μπορεί να αποκατασταθεί και μπορεί να ληφθεί ένας μονοχρωμάτης με αντιστάθμιση χρονικής καθυστέρησης. Και προσαρμόζοντας την οπτική διαδρομή μεταξύ των δύο στοιχείων μονοχρωμάτορα, ο διαμορφωτής παλμού πλέγματος μπορεί να προσαρμοστεί για να αντισταθμίσει με ακρίβεια την εγγενή διασπορά της αρμονικής ακτινοβολίας υψηλής τάξης. Χρησιμοποιώντας έναν σχεδιασμό αντιστάθμισης χρονικής καθυστέρησης, οι Lucchini et al. απέδειξε τη δυνατότητα δημιουργίας και χαρακτηρισμού εξαιρετικά βραχέων μονοχρωματικών ακραίων υπεριωδών παλμών με πλάτος παλμού 5 fs.
Η ερευνητική ομάδα Csizmadia στο ELE-Alps Facility στην Ευρωπαϊκή Εγκατάσταση Ακραίου Φωτός πέτυχε τη διαμόρφωση φάσματος και παλμού του ακραίου υπεριώδους φωτός χρησιμοποιώντας έναν μονοχρωματικό αντιστάθμισης χρονικής καθυστέρησης διπλού πλέγματος σε μια γραμμή αρμονικής δέσμης υψηλής συχνότητας υψηλής συχνότητας, υψηλής τάξης. Παρήγαγαν αρμονικές υψηλότερης τάξης χρησιμοποιώντας μια μονάδα δίσκουλέιζερμε ρυθμό επανάληψης 100 kHz και πέτυχε ακραίο πλάτος υπεριώδους παλμού 4 fs. Αυτή η εργασία ανοίγει νέες δυνατότητες για πειράματα επί τόπου ανίχνευσης με χρονική ανάλυση στην εγκατάσταση ELI-ALPS.

Η ακραία πηγή υπεριώδους φωτός με υψηλή συχνότητα επανάληψης έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στη μελέτη της δυναμικής των ηλεκτρονίων και έχει δείξει ευρείες προοπτικές εφαρμογής στον τομέα της φασματοσκοπίας attosecond και της μικροσκοπικής απεικόνισης. Με τη συνεχή πρόοδο και την καινοτομία της επιστήμης και της τεχνολογίας, η ακραία υπεριώδης ακτινοβολία υψηλής συχνότητας επανάληψηςπηγή φωτόςπροχωρά προς την κατεύθυνση υψηλότερης συχνότητας επανάληψης, υψηλότερης ροής φωτονίων, υψηλότερης ενέργειας φωτονίων και μικρότερου πλάτους παλμού. Στο μέλλον, η συνεχής έρευνα για πηγές ακραίου υπεριώδους φωτός με υψηλή συχνότητα επανάληψης θα προωθήσει περαιτέρω την εφαρμογή τους στην ηλεκτρονική δυναμική και σε άλλα ερευνητικά πεδία. Ταυτόχρονα, η τεχνολογία βελτιστοποίησης και ελέγχου της υψηλής συχνότητας ακραίας πηγής υπεριώδους φωτός και η εφαρμογή της σε πειραματικές τεχνικές όπως η φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίων γωνιακής ανάλυσης θα αποτελέσουν επίσης το επίκεντρο της μελλοντικής έρευνας. Επιπλέον, η τεχνολογία φασματοσκοπίας μεταβατικής απορρόφησης σε χρόνο ανάλυσης attosecond και η τεχνολογία μικροσκοπικής απεικόνισης σε πραγματικό χρόνο που βασίζεται σε πηγή ακραίου υπεριώδους φωτός υψηλής συχνότητας, αναμένεται επίσης να μελετηθούν περαιτέρω, να αναπτυχθούν και να εφαρμοστούν προκειμένου να επιτευχθεί ανάλυση χρόνου υψηλής ακρίβειας attosecond και απεικόνιση νανοδιαστημικής ανάλυσης στο μέλλον.