Həddindən artıq ultrabənövşəyi radiasiyada irəliləyişlərişıq mənbəyi texnologiyası
Son illərdə həddindən artıq ultrabənövşəyi yüksək harmonik mənbələr güclü uyğunluq, qısa impuls müddəti və yüksək foton enerjisi ilə elektron dinamikası sahəsində geniş diqqəti cəlb etmiş və müxtəlif spektral və təsvir tədqiqatlarında istifadə edilmişdir. Texnologiyanın inkişafı ilə buişıq mənbəyidaha yüksək təkrar tezliyinə, daha yüksək foton axınına, daha yüksək foton enerjisinə və daha qısa impuls genişliyinə doğru inkişaf edir. Bu irəliləyiş ekstremal ultrabənövşəyi işıq mənbələrinin ölçmə qabiliyyətini optimallaşdırmaqla yanaşı, gələcək texnoloji inkişaf meylləri üçün yeni imkanlar təqdim edir. Buna görə də yüksək təkrar tezlikli ekstremal ultrabənövşəyi işıq mənbəyinin dərindən öyrənilməsi və başa düşülməsi qabaqcıl texnologiyanın mənimsənilməsi və tətbiqi üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir.
Femtosaniyə və attosaniyə vaxt şkalalarında elektron spektroskopiya ölçmələri üçün bir şüada ölçülən hadisələrin sayı çox vaxt qeyri-kafi olur, bu da aşağı tezlikli işıq mənbələrini etibarlı statistika əldə etmək üçün kifayət etmir. Eyni zamanda, aşağı foton axını olan işıq mənbəyi məhdud ekspozisiya zamanı mikroskopik görüntünün siqnal-küy nisbətini azaldacaq. Davamlı kəşfiyyat və təcrübələr vasitəsilə tədqiqatçılar yüksək təkrar tezliyi ekstremal ultrabənövşəyi işığın məhsuldarlığının optimallaşdırılması və ötürülməsi dizaynında bir çox təkmilləşdirmələr apardılar. Material strukturunun və elektron dinamik prosesin yüksək dəqiqliklə ölçülməsinə nail olmaq üçün yüksək təkrar tezlikli ekstremal ultrabənövşəyi işıq mənbəyi ilə birlikdə qabaqcıl spektral analiz texnologiyasından istifadə edilmişdir.
Bucaq həll edilmiş elektron spektroskopiyası (ARPES) ölçmələri kimi ekstremal ultrabənövşəyi işıq mənbələrinin tətbiqi nümunəni işıqlandırmaq üçün həddindən artıq ultrabənövşəyi işıq şüası tələb edir. Nümunənin səthindəki elektronlar həddindən artıq ultrabənövşəyi işıq tərəfindən davamlı vəziyyətə qədər həyəcanlanır və fotoelektronların kinetik enerjisi və emissiya bucağı nümunənin bant strukturu məlumatlarını ehtiva edir. Bucaq ayırdetmə funksiyasına malik elektron analizator şüalanan fotoelektronları qəbul edir və nümunənin valent zolağına yaxın zolaq strukturunu əldə edir. Aşağı təkrar tezlikli ekstremal ultrabənövşəyi işıq mənbəyi üçün onun tək nəbzi çoxlu sayda foton ehtiva etdiyi üçün qısa müddətdə nümunə səthində çoxlu sayda fotoelektronu həyəcanlandıracaq və Coulomb qarşılıqlı təsiri paylanmanın ciddi şəkildə genişlənməsinə səbəb olacaq. kosmos yükü effekti adlanan fotoelektronun kinetik enerjisi. Kosmik yük effektinin təsirini azaltmaq üçün sabit foton axını saxlamaqla hər bir impulsda olan fotoelektronları azaltmaq lazımdır, buna görə də onu idarə etmək lazımdır.lazeryüksək təkrar tezliyi ilə həddindən artıq ultrabənövşəyi işıq mənbəyi yaratmaq üçün yüksək təkrar tezliyi ilə.
Rezonans gücləndirilmiş boşluq texnologiyası MHz təkrar tezliyində yüksək nizamlı harmoniklərin yaradılmasını həyata keçirir
60 MHz-ə qədər təkrarlama tezliyi ilə ifrat ultrabənövşəyi işıq mənbəyi əldə etmək üçün Birləşmiş Krallıqdakı British Columbia Universitetinin Cons komandası praktiki nəticə əldə etmək üçün femtosaniyəlik rezonans gücləndirmə boşluğunda (fsEC) yüksək nizamlı harmonik nəsil həyata keçirdi. həddindən artıq ultrabənövşəyi işıq mənbəyi və onu zamanla həll olunan bucaqlı həll edilmiş elektron spektroskopiya (Tr-ARPES) təcrübələrinə tətbiq etdi. İşıq mənbəyi 8 ilə 40 eV enerji diapazonunda 60 MHz təkrar tezliyində tək harmoniklə saniyədə 1011 foton sayından çox foton axını ötürməyə qadirdir. Onlar fsEC üçün toxum mənbəyi kimi itterbium qatqılı lif lazer sistemindən istifadə etdilər və daşıyıcı zərf ofset tezliyi (fCEO) səs-küyünü minimuma endirmək və gücləndirici zəncirinin sonunda yaxşı impuls sıxılma xüsusiyyətlərini saxlamaq üçün fərdiləşdirilmiş lazer sistemi dizaynı vasitəsilə nəbz xüsusiyyətlərini idarə etdilər. FsEC daxilində sabit rezonans gücləndirilməsinə nail olmaq üçün, onlar geribildirimə nəzarət üçün üç servo idarəetmə döngəsindən istifadə edirlər, nəticədə iki sərbəstlik dərəcəsində aktiv sabitləşmə əldə edilir: fsEC daxilində nəbz dövriyyəsinin dövrə vurma vaxtı lazer impuls dövrünə və faza sürüşməsinə uyğundur. impuls zərfinə nisbətən elektrik sahəsi daşıyıcısının (yəni, daşıyıcı zərf mərhələsi, ϕCEO).
İşçi qaz kimi kripton qazından istifadə etməklə tədqiqat qrupu fsEC-də daha yüksək dərəcəli harmoniklərin yaranmasına nail olub. Onlar qrafitin Tr-ARPES ölçmələrini həyata keçirmiş və 0,6 eV-dən yuxarı Fermi səviyyəsinə yaxın qeyri-termik həyəcanlı elektron populyasiyalarının sürətli termiasiyasını və sonradan yavaş rekombinasiyasını, eləcə də istiliklə birbaşa həyəcanlanmayan vəziyyətlərin dinamikasını müşahidə etmişlər. Bu işıq mənbəyi mürəkkəb materialların elektron strukturunun öyrənilməsi üçün mühüm vasitədir. Bununla belə, fsEC-də yüksək nizamlı harmoniklərin yaradılması əksetmə qabiliyyəti, dispersiya kompensasiyası, boşluq uzunluğunun incə tənzimlənməsi və sinxronizasiyanın kilidlənməsi üçün çox yüksək tələblərə malikdir, bu da rezonans gücləndirilmiş boşluğun gücləndirilməsinə çox təsir edəcəkdir. Eyni zamanda, boşluğun fokus nöqtəsində plazmanın qeyri-xətti faza reaksiyası da problemdir. Buna görə də, hazırda bu cür işıq mənbəyi əsas ekstremal ultrabənövşəyi radiasiyaya çevrilməmişdiryüksək harmonik işıq mənbəyi.
Göndərmə vaxtı: 29 aprel 2024-cü il