Progressi in estrema ultraviolettaTecnologia della fonte luminosa
Negli ultimi anni, fonti estreme ad altissime fonti armoniche hanno attirato un'ampia attenzione nel campo della dinamica degli elettroni a causa della loro forte coerenza, durata dell'impulso breve e alta energia dei fotoni e sono state utilizzate in vari studi spettrali e di imaging. Con il progresso della tecnologia, questosorgente luminosaSi sta sviluppando verso una frequenza di ripetizione più elevata, un flusso di fotoni più elevato, una maggiore energia del fotone e una larghezza dell'impulso più breve. Questo anticipo non solo ottimizza la risoluzione di misurazione di fonti di luce ultravioletta estrema, ma fornisce anche nuove possibilità per le future tendenze di sviluppo tecnologico. Pertanto, lo studio approfondito e la comprensione dell'elevata frequenza di ripetizione Extreme Ultraviolet Light Source è di grande significato per il padronanza e l'applicazione della tecnologia all'avanguardia.
Per le misurazioni della spettroscopia di elettroni su scale temporali di femtosecondi e Attosecondi, il numero di eventi misurati in un singolo raggio è spesso insufficiente, rendendo insufficienti fonti di luce a bassa ricrequenza per ottenere statistiche affidabili. Allo stesso tempo, la sorgente luminosa con un basso flusso di fotoni ridurrà il rapporto segnale-rumore di imaging microscopico durante il tempo di esposizione limitato. Attraverso l'esplorazione continua ed esperimenti, i ricercatori hanno apportato molti miglioramenti nella progettazione di ottimizzazione e trasmissione della frequenza di ripetizione elevata, la luce ultravioletta estrema. La tecnologia di analisi spettrale avanzata combinata con la frequenza ad alta frequenza di ripetizione estrema sorgente di luce ultravioletta è stata utilizzata per ottenere la misurazione ad alta precisione della struttura del materiale e del processo dinamico elettronico.
Le applicazioni di fonti di luce ultravioletta estrema, come le misurazioni di spettroscopia elettronica risolta angolare (ARPES), richiedono un raggio di luce ultravioletta estrema per illuminare il campione. Gli elettroni sulla superficie del campione sono eccitati allo stato continuo dalla luce ultravioletta estrema e l'energia cinetica e l'angolo di emissione dei fotoelettroni contengono le informazioni sulla struttura della banda del campione. L'analizzatore di elettroni con funzione di risoluzione angolare riceve i fotoelettroni irradiati e ottiene la struttura della banda vicino alla banda di valenza del campione. Per una bassa frequenza di ripetizione, la sorgente di luce ultravioletta estrema, poiché il suo singolo impulso contiene un gran numero di fotoni, ecciterà un gran numero di fotoelettroni sulla superficie del campione in breve tempo e l'interazione di Coulomb porterà un grave allargamento della distribuzione della energia cinetica fotoelettronica, che è chiamata effetto di carica spaziale. Al fine di ridurre l'influenza dell'effetto di carica dello spazio, è necessario ridurre i fotoelettroni contenuti in ciascun impulso mantenendo il flusso costante del fotone, quindi è necessario guidare illaserCon un'elevata frequenza di ripetizione per produrre l'estrema sorgente di luce ultravioletta con alta frequenza di ripetizione.
La tecnologia della cavità migliorata di risonanza realizza la generazione di armoniche di alto ordine alla frequenza di ripetizione MHZ
Al fine di ottenere una fonte di luce ultravioletta estrema con un tasso di ripetizione fino a 60 MHz, il team Jones dell'Università della British Columbia nel Regno Unito ha eseguito una generazione armonica di alto ordine in una cavità a risonanza di risonanza femminile (FSEC) per raggiungere un taglio di risonanza (FSEC) per ottenere un taglio di Electroscopia di Electroscopia di Electrance) per raggiungere un taglio di Electroscopy Electrance. esperimenti. La sorgente luminosa è in grado di fornire un flusso di fotoni di oltre 1011 numeri di fotoni al secondo con una singola armonica a una velocità di ripetizione di 60 MHz nell'intervallo di energia da 8 a 40 eV. Hanno usato un sistema laser a fibra drogata con itterbium come fonte di semi per FSEC e le caratteristiche controllate dell'impulso attraverso una progettazione del sistema laser personalizzato per ridurre al minimo il rumore della frequenza di offset dell'involucro del vettore (FCEO) e mantenere buone caratteristiche di compressione degli impulsi alla fine della catena dell'amplificatore. Per ottenere un potenziamento di risonanza stabile all'interno dell'FSEC, usano tre loop di controllo dei servi per il controllo del feedback, con conseguente stabilizzazione attiva a due gradi di libertà: il tempo di andata e ritorno del ciclo di impulsi all'interno della FSEC corrisponde al periodo di impulso laser e allo spostamento di fase del vettore di campo elettrico rispetto all'impulso dell'impulso (IE, trasportatore di entità, fas da parte di impulsi).
Usando Krypton Gas come gas di lavoro, il team di ricerca ha raggiunto la generazione di armoniche di ordine superiore in FSEC. Hanno eseguito misurazioni di TR-ARPE di grafite e osservata una rapida termiazione e la successiva ricombinazione lenta di popolazioni di elettroni non eccitati termicamente, nonché la dinamica di stati eccitati non direttamente termicamente direttamente vicino al livello Fermi superiore a 0,6 eV. Questa fonte di luce fornisce uno strumento importante per studiare la struttura elettronica di materiali complessi. Tuttavia, la generazione di armoniche di alto ordine nell'FSEC ha requisiti molto elevati per la riflettività, la compensazione della dispersione, la regolazione sottile della lunghezza della cavità e il blocco della sincronizzazione, che influenzerà notevolmente il multiplo di potenziamento della cavità potenziata dalla risonanza. Allo stesso tempo, anche la risposta in fase non lineare del plasma nel punto focale della cavità è una sfida. Pertanto, al momento, questo tipo di sorgente luminosa non è diventato l'estremo ultravioletto tradizionalefonte di luce alta armonica.
Tempo post: aprile-20-2024