Vooruitgang in ekstreme ultravioletligbrontegnologie
In onlangse jare het ekstreme ultraviolet hoë harmoniese bronne wye aandag getrek in die veld van elektrondinamika as gevolg van hul sterk koherensie, kort pulsduur en hoë fotonenergie, en is in verskeie spektrale en beeldstudies gebruik. Met die vooruitgang van tegnologie, hierdieligbronontwikkel na hoër herhalingsfrekwensie, hoër fotonvloed, hoër fotonenergie en korter pulswydte. Hierdie vooruitgang optimaliseer nie net die meetresolusie van ekstreme ultravioletligbronne nie, maar bied ook nuwe moontlikhede vir toekomstige tegnologiese ontwikkelingstendense. Daarom is die diepgaande studie en begrip van hoë herhalingsfrekwensie ekstreme ultravioletligbronne van groot belang vir die bemeestering en toepassing van baanbrekende tegnologie.
Vir elektronspektroskopiemetings op femtosekonde- en attosekonde-tydskale is die aantal gebeurtenisse wat in 'n enkele straal gemeet word, dikwels onvoldoende, wat lae-herfrekwensie-ligbronne onvoldoende maak om betroubare statistieke te verkry. Terselfdertyd sal die ligbron met lae fotonvloei die sein-tot-ruisverhouding van mikroskopiese beeldvorming gedurende die beperkte blootstellingstyd verminder. Deur voortdurende eksplorasie en eksperimente het navorsers baie verbeterings aangebring in die opbrengsoptimalisering en transmissie-ontwerp van hoë-herhalingsfrekwensie ekstreme ultravioletlig. Die gevorderde spektrale analisetegnologie gekombineer met die hoë-herhalingsfrekwensie ekstreme ultravioletligbron is gebruik om die hoë-presisiemeting van materiaalstruktuur en elektroniese dinamiese prosesse te bereik.
Toepassings van ekstreme ultravioletligbronne, soos hoekige opgeloste elektronspektroskopie (ARPES) metings, vereis 'n straal ekstreme ultravioletlig om die monster te verlig. Die elektrone op die oppervlak van die monster word deur die ekstreme ultravioletlig tot die kontinue toestand opgewek, en die kinetiese energie en emissiehoek van die foto-elektrone bevat die bandstruktuurinligting van die monster. Die elektronanaliseerder met hoekresolusiefunksie ontvang die uitgestraalde foto-elektrone en verkry die bandstruktuur naby die valensband van die monster. Vir 'n lae herhalingsfrekwensie ekstreme ultravioletligbron, omdat die enkele puls 'n groot aantal fotone bevat, sal dit 'n groot aantal foto-elektrone op die monsteroppervlak in 'n kort tyd opwek, en die Coulomb-interaksie sal 'n ernstige verbreding van die verspreiding van foto-elektron kinetiese energie teweegbring, wat die ruimteladingseffek genoem word. Om die invloed van die ruimteladingseffek te verminder, is dit nodig om die foto-elektrone in elke puls te verminder terwyl die konstante fotonvloei gehandhaaf word, dus is dit nodig om die ... aan te dryf.lasermet 'n hoë herhalingsfrekwensie om die ekstreme ultravioletligbron met 'n hoë herhalingsfrekwensie te produseer.
Resonansie-verbeterde holtetegnologie realiseer die opwekking van hoë-orde harmonieke teen MHz-herhalingsfrekwensie
Om 'n ekstreme ultravioletligbron met 'n herhalingstempo van tot 60 MHz te verkry, het die Jones-span aan die Universiteit van British Columbia in die Verenigde Koninkryk hoë-orde harmoniese generasie in 'n femtosekonde resonansieverbeteringsholte (fsEC) uitgevoer om 'n praktiese ekstreme ultravioletligbron te verkry en dit toegepas op tydopgeloste hoekopgeloste elektronspektroskopie (Tr-ARPES) eksperimente. Die ligbron is in staat om 'n fotonvloei van meer as 1011 fotongetalle per sekonde te lewer met 'n enkele harmoniek teen 'n herhalingstempo van 60 MHz in die energiebereik van 8 tot 40 eV. Hulle het 'n ytterbium-gedoteerde vesellaserstelsel as 'n saadbron vir fsEC gebruik, en pulseienskappe beheer deur 'n aangepaste laserstelselontwerp om draeromhulselverskuiwingsfrekwensie (fCEO) geraas te minimaliseer en goeie pulskompressie-eienskappe aan die einde van die versterkerketting te handhaaf. Om stabiele resonansieverbetering binne die fEC te bereik, gebruik hulle drie servobeheerlusse vir terugvoerbeheer, wat lei tot aktiewe stabilisering teen twee vryheidsgrade: die heen-en-weer-tyd van die pulssiklus binne die fEC stem ooreen met die laserpulsperiode, en die faseverskuiwing van die elektriese velddraer met betrekking tot die pulsomhulsel (d.w.s. draeromhulselfase, ϕCEO).
Deur kriptongas as die werkgas te gebruik, het die navorsingspan die opwekking van hoër-orde harmonieke in fsEC bereik. Hulle het Tr-ARPES-metings van grafiet uitgevoer en vinnige termiëring en daaropvolgende stadige rekombinasie van nie-termies opgewekte elektronpopulasies waargeneem, sowel as die dinamika van nie-termies direk opgewekte toestande naby die Fermi-vlak bo 0.6 eV. Hierdie ligbron bied 'n belangrike instrument vir die bestudering van die elektroniese struktuur van komplekse materiale. Die opwekking van hoë-orde harmonieke in fsEC het egter baie hoë vereistes vir reflektiwiteit, dispersiekompensasie, fyn aanpassing van holtelengte en sinchronisasie-sluit, wat die versterkingsveelvoud van die resonansie-versterkte holte grootliks sal beïnvloed. Terselfdertyd is die nie-lineêre faserespons van die plasma by die fokuspunt van die holte ook 'n uitdaging. Daarom het hierdie soort ligbron tans nie die hoofstroom ekstreme ultraviolet geword nie.hoë harmoniese ligbron.
Plasingstyd: 29 Apr-2024