Pagsulong sa matinding teknolohiyang mapagkukunan ng ilaw ng ultraviolet

Pagsulong sa matinding ultravioletTeknolohiya ng ilaw na mapagkukunan

Sa mga nagdaang taon, ang matinding ultraviolet mataas na maharmonya na mapagkukunan ay nakakaakit ng malawak na pansin sa larangan ng dinamikong elektron dahil sa kanilang malakas na pagkakaugnay, maikling tagal ng tibok at mataas na enerhiya ng photon, at ginamit sa iba't ibang mga pag -aaral ng spectral at imaging. Sa pagsulong ng teknolohiya, itoilaw na mapagkukunanay bumubuo patungo sa mas mataas na dalas ng pag -uulit, mas mataas na photon flux, mas mataas na enerhiya ng photon at mas maiikling lapad ng pulso. Ang pagsulong na ito ay hindi lamang na -optimize ang pagsukat ng resolusyon ng matinding mga mapagkukunan ng ilaw ng ultraviolet, ngunit nagbibigay din ng mga bagong posibilidad para sa mga uso sa pag -unlad ng teknolohiya sa hinaharap. Samakatuwid, ang malalim na pag-aaral at pag-unawa sa mataas na dalas ng pag-uulit matinding ultraviolet light source ay may malaking kabuluhan para sa mastering at pag-aaplay ng teknolohiyang paggupit.

Para sa mga pagsukat ng spectroscopy ng elektron sa mga kaliskis ng femtosecond at attosecond, ang bilang ng mga kaganapan na sinusukat sa isang solong sinag ay madalas na hindi sapat, na ginagawang hindi sapat ang mga mapagkukunan ng refrequency light upang makakuha ng maaasahang istatistika. Kasabay nito, ang ilaw na mapagkukunan na may mababang photon flux ay magbabawas ng signal-to-ingay na ratio ng mikroskopikong imaging sa panahon ng limitadong oras ng pagkakalantad. Sa pamamagitan ng patuloy na paggalugad at mga eksperimento, ang mga mananaliksik ay gumawa ng maraming mga pagpapabuti sa pag -optimize ng ani at disenyo ng paghahatid ng mataas na dalas ng pag -uulit matinding ilaw ng ultraviolet. Ang advanced na teknolohiyang pagsusuri ng spectral na sinamahan ng mataas na dalas ng pag -uulit ng Extreme Extreme Ultraviolet Light Source ay ginamit upang makamit ang mataas na pagsukat ng katumpakan ng materyal na istraktura at elektronikong dinamikong proseso.

Ang mga aplikasyon ng matinding mapagkukunan ng ultraviolet light, tulad ng angular na nalutas na mga sukat ng electron spectroscopy (ARPES), ay nangangailangan ng isang sinag ng matinding ultraviolet light upang maipaliwanag ang sample. Ang mga electron sa ibabaw ng sample ay nasasabik sa patuloy na estado sa pamamagitan ng matinding ilaw ng ultraviolet, at ang kinetic enerhiya at anggulo ng paglabas ng mga photoelectron ay naglalaman ng impormasyon ng istraktura ng banda ng sample. Ang electron analyzer na may function ng resolusyon ng anggulo ay tumatanggap ng radiated photoelectrons at nakakakuha ng istraktura ng banda malapit sa valence band ng sample. Para sa mababang dalas ng pag -uulit ng matinding mapagkukunan ng ultraviolet light, dahil ang nag -iisang pulso nito ay naglalaman ng isang malaking bilang ng mga photon, ito ay mapupukaw ang isang malaking bilang ng mga photoelectron sa sample na ibabaw sa isang maikling panahon, at ang pakikipag -ugnay sa Coulomb ay magdadala ng isang malubhang pagpapalawak ng epekto ng photoelectron kinetic energy, na tinatawag na espasyo ng singil. Upang mabawasan ang impluwensya ng epekto ng singil sa espasyo, kinakailangan upang mabawasan ang mga photoelectron na nilalaman sa bawat pulso habang pinapanatili ang patuloy na pagkilos ng photon, kaya kinakailangan upang himukin anglaserna may mataas na dalas ng pag -uulit upang makabuo ng matinding mapagkukunan ng ultraviolet na may mataas na dalas ng pag -uulit.

Ang Resonance Enhanced Cavity Technology ay napagtanto ang henerasyon ng mataas na pagkakasunud -sunod na pagkakasunud -sunod sa dalas ng pag -uulit ng MHz
Upang makakuha ng isang matinding mapagkukunan ng ilaw ng ultraviolet na may isang rate ng pag-uulit ng hanggang sa 60 MHz, ang koponan ng Jones sa University of British Columbia sa United Kingdom ay nagsagawa ng mataas na pagkakasunud-sunod na henerasyon ng harmonic sa isang femtosecond resonance enhancement cavity (FSEC) upang makamit ang isang praktikal na matinding ultraviolet light source at inilapat ito sa oras-resolved angular na nalutas na electron spectroscopy (tri) Ang ilaw na mapagkukunan ay may kakayahang maghatid ng isang photon flux na higit sa 1011 na mga numero ng photon bawat segundo na may isang solong harmonic sa isang rate ng pag -uulit na 60 MHz sa saklaw ng enerhiya na 8 hanggang 40 eV. Gumamit sila ng isang ytterbium-doped fiber laser system bilang isang mapagkukunan ng binhi para sa FSEC, at kinokontrol na mga katangian ng pulso sa pamamagitan ng isang na-customize na disenyo ng sistema ng laser upang mabawasan ang ingay ng carrier envelope offset frequency (FCEO) na ingay at mapanatili ang mahusay na mga katangian ng compression ng pulso sa dulo ng chain ng amplifier. Upang makamit ang matatag na pagpapahusay ng resonance sa loob ng FSEC, gumagamit sila ng tatlong servo control loops para sa control ng feedback, na nagreresulta sa aktibong pag -stabilize sa dalawang antas ng kalayaan: ang pag -ikot ng oras ng paglalakbay ng pulso na pagbibisikleta sa loob ng FSEC ay tumutugma sa panahon ng pulso ng laser, at ang phase shift ng electric field carrier na may paggalang sa pulso sobre (IE, carrier envelope phase, ϕceo).

Sa pamamagitan ng paggamit ng Krypton Gas bilang gumaganang gas, nakamit ng koponan ng pananaliksik ang henerasyon ng mga mas mataas na order na pagkakaisa sa FSEC. Nagsagawa sila ng mga pagsukat ng TR-Arpes ng grapayt at naobserbahan ang mabilis na thermiation at kasunod na mabagal na pag-recombinasyon ng mga di-thermally na nasasabik na mga populasyon ng elektron, pati na rin ang dinamika ng mga di-thermally na direktang nasasabik na mga estado na malapit sa antas ng Fermi sa itaas ng 0.6 eV. Ang ilaw na mapagkukunan na ito ay nagbibigay ng isang mahalagang tool para sa pag -aaral ng elektronikong istraktura ng mga kumplikadong materyales. Gayunpaman, ang henerasyon ng mataas na pagkakasunud-sunod ng pagkakasunud-sunod sa FSEC ay may napakataas na mga kinakailangan para sa pagmuni-muni, kabayaran sa pagpapakalat, maayos na pagsasaayos ng haba ng lukab at pag-lock ng pag-synchronize, na kung saan ay lubos na makakaapekto sa pagpapahusay ng maramihang ng resonans na pinahusay na lukab. Kasabay nito, ang nonlinear phase na tugon ng plasma sa focal point ng lukab ay isang hamon din. Samakatuwid, sa kasalukuyan, ang ganitong uri ng ilaw na mapagkukunan ay hindi naging pangunahing matinding ultravioletMataas na mapagkukunan ng ilaw na harmonic.