Përparimet në ultravjollcë ekstremeTeknologjia e burimit të dritës
Vitet e fundit, burime të larta harmonike ekstreme ultravjollcë kanë tërhequr vëmendje të gjerë në fushën e dinamikës së elektroneve për shkak të koherencës së tyre të fortë, kohëzgjatjes së shkurtër të pulsit dhe energjisë së lartë të fotonit, dhe janë përdorur në studime të ndryshme spektrale dhe imazherie. Me përparimin e teknologjisë, kjoburim i dritëspo zhvillohet drejt frekuencës më të lartë të përsëritjes, fluksit më të lartë të fotonit, energjisë më të lartë të fotonit dhe gjerësisë më të shkurtër të pulsit. Ky përparim jo vetëm që optimizon rezolucionin e matjes së burimeve ekstreme të dritës ultravjollcë, por gjithashtu siguron mundësi të reja për tendencat e ardhshme të zhvillimit teknologjik. Prandaj, studimi i thelluar dhe kuptimi i frekuencës së lartë të përsëritjes së burimit ekstrem të dritës ultravjollcë ka një rëndësi të madhe për zotërimin dhe aplikimin e teknologjisë së përparme.
Për matjet e spektroskopisë së elektroneve në shkallët kohore të femtosekondit dhe atsecondit, numri i ngjarjeve të matura në një rreze të vetme është shpesh i pamjaftueshëm, duke i bërë burimet e ulëta të dritës së reflekuencës të pamjaftueshme për të marrë statistika të besueshme. Në të njëjtën kohë, burimi i dritës me fluks të ulët fotoni do të zvogëlojë raportin sinjal-zhurmë të imazhit mikroskopik gjatë kohës së kufizuar të ekspozimit. Përmes eksplorimit dhe eksperimenteve të vazhdueshme, studiuesit kanë bërë shumë përmirësime në optimizimin e rendimentit dhe hartimin e transmetimit të frekuencës së lartë të përsëritjes së lartë të dritës ekstreme ultravjollcë. Teknologjia e përparuar e analizës spektrale e kombinuar me frekuencën e lartë të përsëritjes së burimit ekstrem të dritës ultravjollcë është përdorur për të arritur matjen me precizion të lartë të strukturës së materialit dhe procesit dinamik elektronik.
Aplikimet e burimeve ekstreme të dritës ultravjollcë, të tilla si matjet e spektroskopisë së elektroneve të zgjidhura këndore (ARPES), kërkojnë një rreze të dritës ekstreme ultravjollcë për të ndriçuar mostrën. Elektronet në sipërfaqen e mostrës janë të ngazëllyer për gjendjen e vazhdueshme nga drita ekstreme ultravjollcë, dhe energjia kinetike dhe këndi i emetimit të fotoelektroneve përmbajnë informacionin e strukturës së brezit të mostrës. Analizuesi i elektroneve me funksion të rezolucionit të këndit merr fotoselektronet e rrezatuara dhe merr strukturën e brezit pranë brezit të valencës së mostrës. Për frekuencën e ulët të përsëritjes, burimin ekstrem të dritës ultravjollcë, sepse pulsi i saj i vetëm përmban një numër të madh fotonesh, do të ngacmojë një numër të madh të fotoelektroneve në sipërfaqen e mostrës brenda një kohe të shkurtër, dhe bashkëveprimi Coulomb do të sjellë një zgjerim serioz të shpërndarjes së energjisë kinetike të fotoelektronit, i cili quhet efekti i ngarkimit hapësinor. Për të zvogëluar ndikimin e efektit të ngarkesës hapësinore, është e nevojshme të zvogëloni fotoelektronet e përfshira në secilin puls duke ruajtur fluksin e vazhdueshëm të fotonit, kështu që është e nevojshme të drejtonilazerme frekuencë të lartë të përsëritjes për të prodhuar burimin ekstrem të dritës ultravjollcë me frekuencë të lartë të përsëritjes.
Teknologjia e zgjeruar e zgavrës së rezonancës realizon gjenerimin e harmonive të rendit të lartë në frekuencën e përsëritjes MHz
Për të marrë një burim ekstrem të dritës ultravjollcë me një normë përsëritje deri në 60 MHz, ekipi Jones në Universitetin e Kolumbisë Britanike në Mbretërinë e Bashkuar kreu gjenerimin harmonik të rendit të lartë në një kavilje të rezonancës së rezonancës femtosekond (FSEC) për të arritur një burim praktik të dritës së realizimit të sulmeve. eksperimente. Burimi i dritës është i aftë të japë një fluks fotoni me më shumë se 1011 numra fotoni në sekondë me një harmonik të vetëm në një shkallë përsëritjeje prej 60 MHz në intervalin e energjisë prej 8 deri 40 eV. Ata përdorën një sistem lazer të fibrave me ytterbium si një burim farë për FSEC, dhe karakteristika të kontrolluara të pulsit përmes një dizajni të personalizuar të sistemit lazer për të minimizuar frekuencën e kompensimit të zarfit të transportuesit (FCEO) dhe për të ruajtur karakteristikat e mira të kompresimit të pulsit në fund të zinxhirit të amplifikatorit. Për të arritur një përmirësim të qëndrueshëm të rezonancës brenda FSEC, ata përdorin tre sythe kontrolli servo për kontrollin e feedback -ut, duke rezultuar në stabilizim aktiv në dy shkallë lirie: koha e udhëtimit të rrumbullakët të çiklizmit të pulsit brenda FSEC përputhet me periudhën e pulsit lazer, dhe ndërrimin fazor të transportuesit elektrik të fushës elektrike me lidhje me Pulsin e Pulsit (d.m.th. faza e zarfit të transportuesit, ϕceo).
Duke përdorur gazin Krypton si gaz punues, ekipi i hulumtimit arriti gjenerimin e harmonikave të rendit më të lartë në FSEC. Ata kryen matje TR-ARPES të grafitit dhe vëzhguan terminacion të shpejtë dhe rekombinimin e ngadaltë të mëvonshëm të popullsive të elektroneve jo të ngacmuara, si dhe dinamikën e shteteve të ngacmuara jo-në të drejtpërdrejtë afër nivelit të Fermi mbi 0.6 eV. Ky burim i dritës ofron një mjet të rëndësishëm për studimin e strukturës elektronike të materialeve komplekse. Sidoqoftë, gjenerimi i harmonive të rendit të lartë në FSEC ka kërkesa shumë të larta për reflektim, kompensim shpërndarës, rregullim të mirë të gjatësisë së zgavrës dhe mbylljes së sinkronizimit, të cilat do të ndikojnë shumë në përmirësimin e shumëfishtë të zgavrës së përmirësuar të rezonancës. Në të njëjtën kohë, përgjigja fazore jolineare e plazmës në pikën qendrore të zgavrës është gjithashtu një sfidë. Prandaj, për momentin, ky lloj burimi i dritës nuk është bërë ultravjollcë ekstreme kryesoreBurim i Lartë Harmonik i Dritës.
Koha e postimit: Prill-29-2024