Progresoj en ekstrema ultraviolalumfonta teknologio
En la lastaj jaroj, ekstremaj ultraviolaj altaj harmoniaj fontoj altiris vastan atenton en la kampo de elektrona dinamiko pro sia forta kohereco, mallonga pulsdaŭro kaj alta fotona energio, kaj estis uzitaj en diversaj spektraj kaj bildigaj studoj. Kun la progreso de teknologio, ĉi tiolumfontoevoluas al pli alta ripetfrekvenco, pli alta fotonfluo, pli alta fotonenergio kaj pli mallonga pulslarĝo. Ĉi tiu progreso ne nur optimumigas la mezurrezolucion de ekstremaj ultraviola lumfontoj, sed ankaŭ provizas novajn eblecojn por estontaj teknologiaj disvolviĝaj tendencoj. Tial, la profunda studado kaj kompreno de alta ripetfrekvenca ekstrema ultraviola lumfonto estas tre signifaj por majstri kaj apliki pintnivelan teknologion.
Por mezuradoj de elektrona spektroskopio je femtosekundaj kaj atosekundaj temposkaloj, la nombro da eventoj mezuritaj en ununura fasko ofte estas nesufiĉa, kio faras malalt-refrekvencajn lumfontojn nesufiĉaj por akiri fidindajn statistikojn. Samtempe, la lumfonto kun malalta fotonfluo reduktos la signalo-bruo-rilatumon de mikroskopa bildigo dum la limigita ekspontempo. Per kontinua esplorado kaj eksperimentoj, esploristoj faris multajn plibonigojn en la rendimenta optimumigo kaj transmisia dezajno de alta ripetfrekvenca ekstrema ultraviola lumo. La altnivela spektra analiza teknologio kombinita kun la alta ripetfrekvenca ekstrema ultraviola lumfonto estis uzata por atingi alt-precizan mezuradon de materiala strukturo kaj elektronika dinamika procezo.
Aplikoj de fontoj de ekstrema ultraviola lumo, kiel ekzemple mezuradoj per angula solvita elektrona spektroskopio (ARPES), postulas faskon de ekstrema ultraviola lumo por lumigi la specimenon. La elektronoj sur la surfaco de la specimeno estas ekscititaj al la kontinua stato per la ekstrema ultraviola lumo, kaj la kineta energio kaj emisia angulo de la fotoelektronoj enhavas la informojn pri la benda strukturo de la specimeno. La elektrona analizilo kun angula solva funkcio ricevas la radiajn fotoelektronojn kaj akiras la bendan strukturon proksime al la valenta bendo de la specimeno. Por fontoj de ekstrema ultraviola lumo kun malalta ripetfrekvenco, ĉar ĝia ununura pulso enhavas grandan nombron da fotonoj, ĝi ekscitos grandan nombron da fotoelektronoj sur la specimena surfaco en mallonga tempo, kaj la kulomba interago kaŭzos gravan plilarĝigon de la distribuo de la kineta energio de la fotoelektronoj, kio nomiĝas la spaca ŝarga efiko. Por redukti la influon de la spaca ŝarga efiko, necesas redukti la fotoelektronojn enhavitajn en ĉiu pulso, konservante la konstantan fotonan fluon, do necesas peli la...laserokun alta ripetfrekvenco por produkti la ekstreman ultraviolan lumfonton kun alta ripetfrekvenco.
Resonanca plifortigita kavaĵteknologio realigas la generadon de altaj ordaj harmonoj ĉe MHz-ripetfrekvenco
Por akiri fonton de ekstrema ultraviola lumradiado kun ripetfrekvenco ĝis 60 MHz, la teamo de Jones ĉe la Universitato de Brita Kolumbio en Britio efektivigis alt-ordajn harmoniajn generadojn en femtosekunda resonanca plifortiga kavaĵo (fsEC) por atingi praktikan fonton de ekstrema ultraviola lumradiado kaj aplikis ĝin al temp-solvitaj angul-solvitaj elektronaj spektroskopiaj (Tr-ARPES) eksperimentoj. La lumradiado kapablas liveri fotonfluon de pli ol 1011 fotonnombroj por sekundo kun ununura harmoniko je ripetfrekvenco de 60 MHz en la energia intervalo de 8 ĝis 40 eV. Ili uzis iterbio-dopitan fibran lasersistemon kiel semfonton por fsEC, kaj kontrolis pulskarakterizaĵojn per adaptita lasersistema dezajno por minimumigi la bruon de la deŝovita frekvenco de la portanta koverto (fCEO) kaj konservi bonajn pulskunpremajn karakterizaĵojn ĉe la fino de la amplifilĉeno. Por atingi stabilan resonancan plifortigon ene de la fsEC, ili uzas tri servoregilbuklojn por religo-kontrolo, rezultante en aktiva stabiligo je du gradoj da libereco: la rondira tempo de la pulsciklado ene de la fsEC kongruas kun la laserpulsperiodo, kaj la fazoŝovo de la elektra kampa portanto rilate al la pulsa koverto (t.e., portanta koverta fazo, ϕCEO).
Uzante kriptonan gason kiel laborgason, la esplorteamo atingis la generadon de pli altaj harmonikoj en fsEC. Ili faris Tr-ARPES-mezuradojn de grafito kaj observis rapidan termiadon kaj postan malrapidan rekombinadon de ne-termike ekscititaj elektronpopulacioj, same kiel la dinamikon de ne-termike rekte ekscititaj statoj proksime de la Fermi-nivelo super 0.6 eV. Ĉi tiu lumfonto provizas gravan ilon por studi la elektronikan strukturon de kompleksaj materialoj. Tamen, la generado de altaj harmonikoj en fsEC havas tre altajn postulojn por reflektiveco, dispersa kompenso, fajna alĝustigo de kavaĵlongo kaj sinkroniga ŝlosado, kio multe influos la plifortigan oblon de la resonanc-plifortigita kavaĵo. Samtempe, la nelineara fazrespondo de la plasmo ĉe la fokuso de la kavaĵo ankaŭ estas defio. Tial, nuntempe, ĉi tiu speco de lumfonto ne fariĝis la ĉefa ekstrema ultraviola.altharmona lumfonto.
Afiŝtempo: 29-a de aprilo 2024