Kamajuan téknologi sumber cahaya ultraviolét ekstrim

Kamajuan dina ultraviolét ekstrimtéhnologi sumber cahaya

Dina taun anyar, ultraviolét ekstrim sumber harmonik tinggi geus narik perhatian lega dina widang dinamika éléktron alatan kohérénsi kuat maranéhanana, durasi pulsa pondok tur énergi foton tinggi, sarta geus dipaké dina sagala rupa studi spéktral jeung Imaging. Kalayan kamajuan téknologi, ieusumber cahayangembang ka arah frékuénsi pengulangan nu leuwih luhur, fluks foton nu leuwih luhur, énergi foton nu leuwih luhur jeung rubak pulsa nu leuwih pondok. Kamajuan ieu henteu ngan ukur ngaoptimalkeun résolusi pangukuran sumber cahaya ultraviolét ekstrim, tapi ogé nyayogikeun kamungkinan anyar pikeun tren pangembangan téknologi ka hareup. Ku alatan éta, ulikan di-jero jeung pamahaman frékuénsi pengulangan tinggi sumber sinar ultraviolét ekstrim téh tina significance gede pikeun mastering jeung nerapkeun téhnologi motong-ujung.

Pikeun pangukuran spéktroskopi éléktron dina skala waktu femtosecond jeung attosecond, jumlah kajadian nu diukur dina pancaran tunggal mindeng teu cukup, sahingga sumber cahaya refrequency low teu cukup pikeun ménta statistik dipercaya. Dina waktos anu sami, sumber cahaya sareng fluks foton anu rendah bakal ngirangan rasio sinyal-ka-noise tina pencitraan mikroskopis salami waktos paparan kawates. Ngaliwatan éksplorasi kontinyu jeung percobaan, peneliti geus nyieun loba perbaikan dina optimasi ngahasilkeun jeung desain transmisi frékuénsi pengulangan tinggi sinar ultraviolét ekstrim. Téknologi analisis spéktral canggih digabungkeun sareng sumber cahaya ultraviolét ekstrim frekuensi pengulangan anu luhur parantos dianggo pikeun ngahontal pangukuran precision tinggi tina struktur bahan sareng prosés dinamis éléktronik.

Aplikasi tina sumber cahaya ultraviolét ekstrim, sapertos pangukuran spéktroskopi éléktron beres sudut (ARPES), merlukeun pancaran sinar ultraviolét ekstrim pikeun nyaangan sampel. Éléktron dina beungeut sampel téh bungah kana kaayaan kontinyu ku sinar ultraviolét ekstrim, sarta énergi kinétik sarta sudut émisi tina photoelectrons ngandung émbaran struktur pita sampel. Analis éléktron kalayan pungsi résolusi Sudut nampi fotoéléktron anu dipancarkeun sareng kéngingkeun struktur pita caket pita valénsi sampel. Pikeun frékuénsi pengulangan low sumber sinar ultraviolét ekstrim, sabab pulsa tunggal na ngandung angka nu gede ngarupakeun foton, éta bakal ngagumbirakeun sajumlah badag photoelectrons dina beungeut sampel dina waktu anu singget, sarta interaksi Coulomb bakal mawa ngeunaan widening serius sebaran. énergi kinétik fotoéléktron, nu disebut éfék muatan spasi. Dina raraga ngurangan pangaruh pangaruh muatan spasi, perlu pikeun ngurangan photoelectrons dikandung dina unggal pulsa bari ngajaga fluks foton konstan, jadi perlu ngajalankeunlaserkalayan frékuénsi pengulangan anu luhur pikeun ngahasilkeun sumber sinar ultraviolét anu ekstrim kalayan frékuénsi pengulangan anu luhur.

Téknologi rongga ditingkatkeun résonansi nyadarkeun generasi harmonik orde tinggi dina frékuénsi pengulangan MHz
Pikeun meunangkeun sumber cahaya ultraviolét ekstrim kalayan laju pengulangan nepi ka 60 MHz, tim Jones di Universitas British Columbia di Britania Raya ngalaksanakeun generasi harmonik orde tinggi dina rongga paningkatan résonansi femtosecond (fsEC) pikeun ngahontal praktis. sumber cahaya ultraviolét ekstrim jeung dilarapkeun ka waktu-direngsekeun sudut direngsekeun éléktron spéktroskopi (Tr-ARPES) percobaan. Sumber cahaya sanggup nganteurkeun fluks foton leuwih ti 1011 angka foton per detik kalayan harmonik tunggal dina laju pengulangan 60 MHz dina rentang énergi 8 nepi ka 40 eV. Aranjeunna nganggo sistem serat laser serat ytterbium-doped salaku sumber siki pikeun fsEC, sareng ngawasaan karakteristik pulsa ngaliwatan desain sistem laser anu disaluyukeun pikeun ngaminimalkeun sora amplop amplop offset (fCEO) sareng ngajaga ciri komprési pulsa anu saé dina tungtung ranté amplifier. Pikeun ngahontal ningkatna résonansi stabil dina fsEC, aranjeunna ngagunakeun tilu puteran kontrol servo pikeun kontrol eupan balik, hasilna stabilisasi aktif dina dua darajat kabebasan: waktos round trip tina Ngabuburit pulsa dina fsEC cocog periode pulsa laser, sarta shift fase. tina pamawa médan listrik anu aya kaitannana ka amplop pulsa (nyaéta, fase amplop pamawa, ϕCEO).

Ku ngagunakeun gas krypton salaku gas gawé, tim peneliti ngahontal generasi harmonik-urutan luhur di fsEC. Aranjeunna ngalaksanakeun pangukuran Tr-ARPES tina grafit sareng niténan thermiation gancang sareng rékombinasi laun salajengna tina populasi éléktron non-thermally bungah, kitu ogé dinamika kaayaan non-thermally langsung bungah deukeut tingkat Fermi luhur 0,6 eV. Sumber cahaya ieu nyadiakeun alat penting pikeun diajar struktur éléktronik bahan kompléks. Sanajan kitu, generasi harmonik urutan tinggi di fsEC boga syarat pisan tinggi pikeun reflectivity, santunan dispersi, adjustment denda panjang rongga jeung ngonci sinkronisasi, nu bakal greatly mangaruhan kana sababaraha ningkatna tina rongga résonansi-ditingkatkeun. Dina waktos anu sami, réspon fase nonlinier tina plasma dina titik fokus rohangan ogé tangtangan. Ku alatan éta, ayeuna, jenis ieu sumber cahaya teu jadi mainstream ekstrim ultraviolétsumber cahaya harmonik tinggi.