Những tiến bộ trong cực tímCông nghệ nguồn sáng
Trong những năm gần đây, các nguồn điều hòa cao cực tím đã thu hút sự chú ý rộng rãi trong lĩnh vực động lực điện tử do sự kết hợp mạnh mẽ của chúng, thời gian xung ngắn và năng lượng photon cao, và đã được sử dụng trong các nghiên cứu quang phổ và hình ảnh khác nhau. Với sự tiến bộ của công nghệ, điều nàyNguồn sángđang phát triển theo tần số lặp lại cao hơn, thông lượng photon cao hơn, năng lượng photon cao hơn và chiều rộng xung ngắn hơn. Sự tiến bộ này không chỉ tối ưu hóa độ phân giải đo lường của các nguồn ánh sáng cực tím, mà còn cung cấp các khả năng mới cho các xu hướng phát triển công nghệ trong tương lai. Do đó, nghiên cứu chuyên sâu và hiểu biết về nguồn ánh sáng cực tần lặp lại cao có ý nghĩa rất lớn để làm chủ và áp dụng công nghệ tiên tiến.
Đối với các phép đo quang phổ điện tử trên thang thời gian của Femtosecond và Attosecond, số lượng các sự kiện được đo trong một chùm tia thường không đủ, khiến các nguồn ánh sáng không đủ tần số không đủ để có được số liệu thống kê đáng tin cậy. Đồng thời, nguồn sáng với thông lượng photon thấp sẽ làm giảm tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm của hình ảnh hiển vi trong thời gian phơi sáng hạn chế. Thông qua các thí nghiệm và thăm dò liên tục, các nhà nghiên cứu đã thực hiện nhiều cải tiến trong tối ưu hóa năng suất và thiết kế truyền của ánh sáng cực tần tần số lặp lại cao. Công nghệ phân tích quang phổ tiên tiến kết hợp với nguồn ánh sáng cực tần tần số lặp lại cao đã được sử dụng để đạt được phép đo độ chính xác cao của cấu trúc vật liệu và quá trình động điện tử.
Các ứng dụng của các nguồn ánh sáng cực tím, chẳng hạn như các phép đo quang phổ điện tử được giải quyết góc (ARPES), đòi hỏi một chùm tia cực tím cực độ để chiếu sáng mẫu. Các electron trên bề mặt của mẫu được kích thích đến trạng thái liên tục bởi ánh sáng cực tím, và động năng và góc phát xạ của các quang điện tử chứa thông tin cấu trúc dải của mẫu. Máy phân tích electron có hàm độ phân giải góc nhận các quang điện tử bức xạ và thu được cấu trúc dải gần dải hóa trị của mẫu. Đối với nguồn tia cực tím tần số lặp lại thấp, bởi vì xung đơn của nó chứa một số lượng lớn các photon, nó sẽ kích thích một số lượng lớn các quang điện tử trên bề mặt mẫu trong một thời gian ngắn và tương tác Coulomb sẽ mang lại sự mở rộng nghiêm trọng về phân phối năng lượng quang điện tử, được gọi là hiệu ứng điện tích không gian. Để giảm ảnh hưởng của hiệu ứng điện tích không gian, cần phải giảm các quang điện tử có trong mỗi xung trong khi duy trì thông lượng photon không đổi, do đó cần phải điều khiểnlaservới tần số lặp lại cao để tạo ra nguồn ánh sáng cực tím cực đoan với tần số lặp lại cao.
Cộng hưởng công nghệ khoang tăng cường nhận ra việc tạo ra các sóng hài bậc cao ở tần số lặp lại MHZ
Để có được một nguồn ánh sáng cực tím cực đoan với tốc độ lặp lại lên tới 60 MHz, nhóm Jones tại Đại học British Columbia ở Vương quốc Anh đã thực hiện thế hệ điều hòa cao trong một độ tăng cộng hưởng của FEMToSecond (FSEC) thí nghiệm. Nguồn sáng có khả năng cung cấp thông lượng photon hơn 1011 số photon mỗi giây với một sóng hài duy nhất với tốc độ lặp lại 60 MHz trong phạm vi năng lượng từ 8 đến 40 eV. Họ đã sử dụng hệ thống laser sợi pha tạp Ytterbium làm nguồn hạt cho FSEC và các đặc tính xung được kiểm soát thông qua thiết kế hệ thống laser tùy chỉnh để giảm thiểu nhiễu tần số của phong bì sóng mang (FCEO) và duy trì các đặc tính nén xung tốt ở cuối chuỗi khuếch đại. Để đạt được sự tăng cường cộng hưởng ổn định trong FSEC, họ sử dụng ba vòng điều khiển servo để kiểm soát phản hồi, dẫn đến ổn định hoạt động ở hai độ tự do: thời gian chuyến đi vòng của chu kỳ xung trong FSEC phù hợp với giai đoạn xung laser và pha.
Bằng cách sử dụng Gas Krypton làm khí làm việc, nhóm nghiên cứu đã đạt được việc tạo ra các sóng hài bậc cao hơn trong FSEC. Họ đã thực hiện các phép đo tr-arpes của than chì và quan sát nhiệt nhanh và tái tổ hợp chậm tiếp theo của các quần thể electron không kích thích theo phương pháp, cũng như động lực học của các trạng thái không kích thích trực tiếp ở mức Fermi trên 0,6 eV. Nguồn ánh sáng này cung cấp một công cụ quan trọng để nghiên cứu cấu trúc điện tử của các vật liệu phức tạp. Tuy nhiên, việc tạo ra các sóng hài bậc cao trong FSEC có yêu cầu rất cao về độ phản xạ, bù phân tán, điều chỉnh tốt chiều dài khoang và khóa đồng bộ hóa, điều này sẽ ảnh hưởng lớn đến bội số tăng cường của khoang tăng cường cộng hưởng. Đồng thời, phản ứng pha phi tuyến của plasma tại tâm điểm của khoang cũng là một thách thức. Do đó, hiện tại, loại nguồn sáng này đã không trở thành cực tím chính thốngNguồn ánh sáng hài hòa cao.
Thời gian đăng: Tháng 4-29-2024