Напредак у екстремном ултраљубичастомтехнологија извора светлости
Последњих година, екстремни ултраљубичасти високохармонијски извори привукли су широку пажњу у области динамике електрона због своје јаке кохерентности, кратког трајања импулса и велике енергије фотона, и коришћени су у различитим спектралним и сликовним студијама.Са напретком технологије, овоизвор светлостиразвија се у правцу веће фреквенције понављања, већег фотонског флукса, веће енергије фотона и краће ширине импулса.Овај напредак не само да оптимизује резолуцију мерења екстремних извора ултраљубичастог светла, већ такође пружа нове могућности за будуће трендове технолошког развоја.Стога је дубинско проучавање и разумевање екстремног извора ултраљубичастог светла високе фреквенције понављања од великог значаја за савладавање и примену најсавременије технологије.
За мерења електронске спектроскопије на фемтосекундној и атосекундној временској скали, број догађаја измерених у једном снопу често је недовољан, што чини изворе светлости ниске фреквенције недовољним за добијање поуздане статистике.У исто време, извор светлости са ниским фотонским флуксом ће смањити однос сигнал-шум микроскопског снимања током ограниченог времена експозиције.Кроз континуирано истраживање и експерименте, истраживачи су направили многа побољшања у оптимизацији приноса и дизајну преноса екстремног ултраљубичастог светла високе фреквенције понављања.Напредна технологија спектралне анализе у комбинацији са екстремним ултраљубичастим извором светлости високе фреквенције понављања коришћена је за постизање високе прецизности мерења структуре материјала и електронског динамичког процеса.
Примене екстремних извора ултраљубичастог светла, као што су мерења угаоно разрешене електронске спектроскопије (АРПЕС), захтевају сноп екстремног ултраљубичастог светла да осветли узорак.Електрони на површини узорка се побуђују у континуирано стање екстремним ултраљубичастим светлом, а кинетичка енергија и угао емисије фотоелектрона садрже информације о структури појаса узорка.Анализатор електрона са функцијом резолуције угла прима зрачене фотоелектроне и добија структуру појаса близу валентног појаса узорка.За екстремни ултраљубичасти извор светлости ниске фреквенције понављања, пошто његов појединачни импулс садржи велики број фотона, он ће побудити велики број фотоелектрона на површини узорка за кратко време, а Кулонова интеракција ће довести до озбиљног проширења дистрибуције. кинетичке енергије фотоелектрона, што се назива ефекат просторног набоја.Да би се смањио утицај ефекта просторног набоја, потребно је смањити фотоелектроне садржане у сваком импулсу уз одржавање константног флукса фотона, тако да је потребно покретатиласерса високом фреквенцијом понављања за производњу екстремног ултраљубичастог извора светлости са високом фреквенцијом понављања.
Резонантна технологија побољшане шупљине остварује генерисање хармоника високог реда на фреквенцији понављања МХз
У циљу добијања екстремног ултраљубичастог извора светлости са стопом понављања до 60 МХз, Џонсов тим са Универзитета Британске Колумбије у Уједињеном Краљевству извео је генерисање хармоника високог реда у фемтосекундној шупљини за побољшање резонанце (фсЕЦ) како би постигао практичан екстремног ултраљубичастог извора светлости и применио га на експерименте са временски разрешеном угаоно разрешеном електронском спектроскопијом (Тр-АРПЕС).Извор светлости је способан да испоручи флукс фотона од више од 1011 бројева фотона у секунди са једним хармоником при стопи понављања од 60 МХз у енергетском опсегу од 8 до 40 еВ.Користили су ласерски систем допираног итербијумом као извор семена за фсЕЦ и контролисали пулсне карактеристике кроз прилагођени дизајн ласерског система да би минимизирали шум помака фреквенције омотача носиоца (фЦЕО) и одржали добре карактеристике компресије импулса на крају ланца појачала.Да би постигли стабилно побољшање резонанце унутар фсЕЦ-а, они користе три серво контролне петље за контролу повратне спреге, што резултира активном стабилизацијом на два степена слободе: време повратног циклуса импулса унутар фсЕЦ-а одговара периоду ласерског импулса и фазни помак носиоца електричног поља у односу на омотач импулса (тј. фаза омотача носиоца, ϕЦЕО).
Коришћењем гаса криптона као радног гаса, истраживачки тим је постигао генерисање хармоника вишег реда у фсЕЦ.Они су извршили Тр-АРПЕС мерења графита и приметили брзу термицију и каснију спору рекомбинацију нетермички побуђених популација електрона, као и динамику нетермички директно побуђених стања у близини Фермијевог нивоа изнад 0,6 еВ.Овај извор светлости представља важан алат за проучавање електронске структуре сложених материјала.Међутим, генерисање хармоника високог реда у фсЕЦ-у има веома високе захтеве за рефлексивност, компензацију дисперзије, фино подешавање дужине шупљине и закључавање синхронизације, што ће у великој мери утицати на вишеструко повећање шупљине побољшане резонанцом.Истовремено, нелинеарни фазни одговор плазме у фокусној тачки шупљине је такође изазов.Стога, тренутно, ова врста извора светлости није постала главна струја екстремног ултраљубичастог зрачењависоко хармонијски извор светлости.
Време поста: 29. април 2024