Төтенше ультракүлгіндегі жетістіктержарық көзі технологиясы
Соңғы жылдары экстремалды ультракүлгін жоғары гармоникалық көздер өздерінің күшті когеренттілігіне, қысқа импульс ұзақтығына және жоғары фотондық энергияға байланысты электронды динамика саласында кеңінен назар аударды және әртүрлі спектрлік және бейнелеу зерттеулерінде қолданылды.Технологияның дамуымен бұлжарық көзіжоғары қайталану жиілігі, жоғары фотон ағыны, жоғары фотон энергиясы және қысқа импульс еніне қарай дамып келеді.Бұл прогресс экстремалды ультракүлгін сәуле көздерін өлшеу рұқсатын оңтайландырып қана қоймайды, сонымен қатар болашақ технологиялық даму тенденциялары үшін жаңа мүмкіндіктер береді.Сондықтан жоғары қайталанатын жиілікті экстремалды ультракүлгін сәуле көзін терең зерттеу және түсіну озық технологияны меңгеру және қолдану үшін үлкен маңызға ие.
Фемтосекундтық және аттосекундтық уақыт шкалаларында электронды спектроскопиялық өлшеулер үшін бір сәуледе өлшенген оқиғалар саны жиі жеткіліксіз, бұл төмен жиілікті жарық көздерін сенімді статистиканы алу үшін жеткіліксіз етеді.Сонымен қатар фотон ағыны төмен жарық көзі шектеулі экспозиция уақытында микроскопиялық бейнелеудің сигнал-шу қатынасын төмендетеді.Үздіксіз барлау және эксперименттер арқылы зерттеушілер жоғары қайталанатын жиілікті экстремалды ультракүлгін сәуленің кірістілігін оңтайландыру және беру дизайнында көптеген жақсартулар жасады.Жоғары қайталанатын жиілікті экстремалды ультракүлгін жарық көзімен біріктірілген озық спектрлік талдау технологиясы материал құрылымы мен электронды динамикалық процесті жоғары дәлдікпен өлшеуге қол жеткізу үшін пайдаланылды.
Бұрыштық шешілген электронды спектроскопия (ARPES) өлшемдері сияқты экстремалды ультракүлгін жарық көздерін қолдану үлгіні жарықтандыру үшін экстремалды ультракүлгін сәуленің шоғын қажет етеді.Үлгі бетіндегі электрондар экстремалды ультракүлгін сәуленің әсерінен үздіксіз күйге дейін қозғалады, ал фотоэлектрондардың кинетикалық энергиясы мен сәулелену бұрышы үлгінің жолақ құрылымы туралы ақпаратты қамтиды.Бұрыш ажыратымдылығы функциясы бар электронды анализатор сәулеленетін фотоэлектрондарды қабылдайды және үлгінің валенттік диапазонына жақын жолақ құрылымын алады.Төмен қайталанатын жиіліктегі экстремалды ультракүлгін жарық көзі үшін, оның бір импульсі көптеген фотондарды қамтитындықтан, ол қысқа уақыт ішінде үлгі бетіндегі көптеген фотоэлектрондарды қоздырады және кулондық өзара әрекеттесу таралудың айтарлықтай кеңеюіне әкеледі. ғарыштық заряд эффектісі деп аталатын фотоэлектронның кинетикалық энергиясы.Ғарыштық заряд әсерінің әсерін азайту үшін тұрақты фотон ағынын сақтай отырып, әрбір импульстағы фотоэлектрондарды азайту керек, сондықтанлазерқайталану жиілігі жоғары экстремалды ультракүлгін жарық көзін шығару үшін жоғары қайталану жиілігімен.
Резонанстық күшейтілген қуыс технологиясы МГц қайталану жиілігінде жоғары ретті гармоникалардың генерациясын жүзеге асырады
60 МГц-ке дейінгі қайталану жиілігі бар экстремалды ультракүлгін жарық көзін алу үшін Ұлыбританиядағы Британдық Колумбия университетінің Джонс командасы практикалық нәтижеге қол жеткізу үшін фемтосекундтық резонансты күшейту қуысында (fsEC) жоғары ретті гармоникалық генерацияны орындады. экстремалды ультракүлгін жарық көзі және оны уақытпен шешілген бұрыштық шешілген электронды спектроскопия (Tr-ARPES) тәжірибелеріне қолданды.Жарық көзі 8-ден 40 эВ-қа дейінгі энергия диапазонында 60 МГц қайталану жиілігімен бір гармоникалық секундына 1011 фотоннан астам фотондар ағынын жеткізуге қабілетті.Олар fsEC үшін тұқым көзі ретінде иттербий қосылған талшықты лазер жүйесін пайдаланды және тасымалдаушы конвертінің ауытқу жиілігін (fCEO) шуды азайту және күшейткіш тізбегінің соңында жақсы импульстік қысу сипаттамаларын сақтау үшін теңшелген лазерлік жүйе дизайны арқылы басқарылатын импульс сипаттамаларын пайдаланды.fsEC ішінде тұрақты резонансты жақсартуға қол жеткізу үшін олар кері байланысты басқару үшін үш серво басқару циклін пайдаланады, нәтижесінде екі еркіндік дәрежесінде белсенді тұрақтандыру болады: fsEC ішіндегі импульс циклінің айналу уақыты лазерлік импульс кезеңіне сәйкес келеді және фазалық жылжу. импульстік конвертке қатысты электр өрісінің тасымалдаушысы (яғни, тасымалдаушы конверт фазасы, ϕCEO).
Жұмыс газы ретінде криптон газын пайдалану арқылы зерттеу тобы fsEC-те жоғары ретті гармоникалардың генерациясына қол жеткізді.Олар графиттің Tr-ARPES өлшемдерін орындады және жылдам термацияны және термиялық қозбаған электрон популяцияларының кейіннен баяу рекомбинациясын, сондай-ақ 0,6 эВ-тан жоғары Ферми деңгейіне жақын термиялық емес тікелей қоздырылған күйлердің динамикасын байқады.Бұл жарық көзі күрделі материалдардың электрондық құрылымын зерттеудің маңызды құралы болып табылады.Дегенмен, fsEC-те жоғары ретті гармоникалардың генерациясы шағылыстыруға, дисперсиялық компенсацияға, қуыс ұзындығын дәл реттеуге және синхронизацияны құлыптауға өте жоғары талаптарды қояды, бұл резонансты күшейтілген қуыстың күшейту еселігіне үлкен әсер етеді.Сонымен қатар, қуыстың фокус нүктесіндегі плазманың сызықты емес фазалық реакциясы да қиындық тудырады.Сондықтан, қазіргі уақытта мұндай жарық көзі негізгі экстремалды ультракүлгінге айналған жоқжоғары гармониялық жарық көзі.
Жіберу уақыты: 29 сәуір-2024 ж