Äärmusliku ultraviolettkiirguse edusammudvalgusallika tehnoloogia
Viimastel aastatel on äärmuslikud ultraviolettkiirgusega kõrged harmoonilised allikad pälvinud laialdast tähelepanu elektronide dünaamika valdkonnas oma tugeva koherentsuse, lühikese impulsi kestuse ja kõrge footonenergia tõttu ning neid on kasutatud erinevates spektri- ja pildiuuringutes.Tehnoloogia arenguga on seevalgusallikasareneb kõrgema kordussageduse, suurema footonivoo, kõrgema footoni energia ja lühema impulsi laiuse suunas.See edasiminek mitte ainult ei optimeeri äärmuslike ultraviolettvalguse allikate mõõtmise eraldusvõimet, vaid pakub ka uusi võimalusi tulevaste tehnoloogiliste arengusuundade jaoks.Seetõttu on kõrge kordussagedusega äärmusliku ultraviolettvalguse allika põhjalik uurimine ja mõistmine tipptehnoloogia omandamiseks ja rakendamiseks väga oluline.
Elektronspektroskoopia mõõtmiseks femtosekundi ja attosekundi ajaskaalal ei ole ühes kiires mõõdetud sündmuste arv sageli piisav, mistõttu madala sagedusega valgusallikad ei ole usaldusväärse statistika saamiseks piisavad.Samal ajal vähendab madala footonivooga valgusallikas mikroskoopilise pildistamise signaali-müra suhet piiratud säritusaja jooksul.Pideva uurimise ja katsete kaudu on teadlased teinud palju täiustusi kõrge kordussagedusega äärmusliku ultraviolettvalguse saagikuse optimeerimisel ja ülekande disainil.Materjali struktuuri ja elektroonilise dünaamilise protsessi ülitäpse mõõtmise saavutamiseks on kasutatud täiustatud spektraalanalüüsi tehnoloogiat koos suure kordussagedusega äärmusliku ultraviolettvalgusallikaga.
Äärmuslike ultraviolettvalgusallikate rakendused, näiteks nurklahutuselektronspektroskoopia (ARPES) mõõtmised, nõuavad proovi valgustamiseks äärmuslikku ultraviolettvalgust.Proovi pinnal olevad elektronid ergastatakse äärmusliku ultraviolettvalguse toimel pidevasse olekusse ning fotoelektronide kineetiline energia ja emissiooninurk sisaldavad proovi riba struktuuri teavet.Nurga eraldusvõimega elektronanalüsaator võtab vastu kiiratud fotoelektronid ja tuvastab proovi valentsriba lähedal asuva ribastruktuuri.Madala kordussagedusega äärmusliku ultraviolettvalguse allika puhul, kuna selle üksikimpulss sisaldab suurt hulka footoneid, ergastab see lühikese aja jooksul proovi pinnal suure hulga fotoelektrone ja Coulombi interaktsioon toob kaasa jaotuse tõsise laienemise. fotoelektronide kineetilisest energiast, mida nimetatakse ruumilaengu efektiks.Ruumilaengu mõju vähendamiseks on vaja vähendada igas impulsis sisalduvaid fotoelektrone, säilitades samal ajal pideva footonivoo, mistõttu on vaja juhtidalasersuure kordussagedusega, et toota kõrge kordussagedusega äärmuslik ultraviolettvalgusallikas.
Resonantsi täiustatud õõnsuste tehnoloogia loob kõrge astme harmoonilisi MHz kordussagedusel
Kuni 60 MHz kordussagedusega äärmusliku ultraviolettvalguse allika saamiseks teostas Ühendkuningriigis Briti Columbia ülikooli Jonesi meeskond kõrgetasemelise harmoonilise genereerimise femtosekundilise resonantsi võimendusõõnes (fsEC), et saavutada praktiline tulemus. äärmuslik ultraviolettvalgusallikas ja rakendas seda ajalahutusega nurklahutusega elektronspektroskoopia (Tr-ARPES) katsetes.Valgusallikas on võimeline edastama footonivoogu üle 1011 footoni arvu sekundis ühe harmoonilisega kordussagedusega 60 MHz energiavahemikus 8–40 eV.Nad kasutasid fsEC-i algallikana ytterbium-legeeritud kiudlasersüsteemi ja kontrollisid impulsi karakteristikuid kohandatud lasersüsteemi disaini abil, et minimeerida kandevümbrise nihkesageduse (fCEO) müra ja säilitada häid impulsi tihendusomadusi võimendiahela lõpus.Stabiilse resonantsi suurendamise saavutamiseks fsEC-s kasutavad nad tagasiside juhtimiseks kolme servojuhtimisahelat, mille tulemuseks on aktiivne stabiliseerimine kahel vabadusastmel: fsEC-i impulsi edasi-tagasi tsükli aeg ühtib laserimpulsi perioodiga ja faasinihe. elektrivälja kandja väärtus impulsi mähisjoone suhtes (st kandja mähisjoone faas, ϕCEO).
Kasutades töögaasina krüptoongaasi, saavutas uurimisrühm fsEC-s kõrgema järgu harmooniliste genereerimise.Nad viisid läbi grafiidi Tr-ARPES mõõtmised ja jälgisid termiliselt ergastatud elektronpopulatsioonide kiiret termimist ja sellele järgnevat aeglast rekombinatsiooni, samuti mittetermiliselt otseselt ergastatud olekute dünaamikat Fermi taseme lähedal üle 0, 6 eV.See valgusallikas on oluline tööriist keerukate materjalide elektroonilise struktuuri uurimiseks.Kõrge järgu harmooniliste genereerimisel fsEC-is on aga väga kõrged nõuded peegelduvuse, dispersiooni kompenseerimise, õõnsuse pikkuse peenreguleerimise ja sünkroniseerimise lukustamise osas, mis mõjutab suuresti resonantsvõimendatud õõnsuse parenduskordajat.Samal ajal on väljakutseks ka plasma mittelineaarne faasireaktsioon õõnsuse fookuspunktis.Seetõttu ei ole seda tüüpi valgusallikad praegu muutunud peamiseks äärmuslikuks ultraviolettkiirgusekskõrge harmooniline valgusallikas.
Postitusaeg: 29. aprill 2024