Vooruitgang in uiterste ultravioletligbron tegnologie
In onlangse jare het uiterste ultraviolet hoë harmoniese bronne wye aandag getrek op die gebied van elektrondinamika as gevolg van hul sterk samehang, kort pulsduur en hoë fotonenergie, en is in verskeie spektrale en beeldingstudies 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 uiterste ultraviolet ligbronne nie, maar bied ook nuwe moontlikhede vir toekomstige tegnologiese ontwikkelingstendense. Daarom is die in-diepte studie en begrip van hoë herhalingsfrekwensie uiterste ultraviolet ligbron van groot belang vir die bemeestering en toepassing van die nuutste tegnologie.
Vir elektronspektroskopiemetings op femtosekonde en attosekonde tydskale is die aantal gebeurtenisse wat in 'n enkele straal gemeet word dikwels onvoldoende, wat lae frekwensie ligbronne onvoldoende maak om betroubare statistieke te verkry. Terselfdertyd sal die ligbron met lae fotonvloed die sein-tot-geraas-verhouding van mikroskopiese beeldvorming gedurende die beperkte blootstellingstyd verminder. Deur voortdurende verkenning en eksperimente het navorsers baie verbeterings aangebring in die opbrengsoptimalisering en transmissie-ontwerp van hoë herhalingsfrekwensie uiterste ultraviolet lig. Die gevorderde spektrale analise tegnologie gekombineer met die hoë herhalingsfrekwensie uiterste ultraviolet ligbron is gebruik om die hoë presisiemeting van materiaalstruktuur en elektroniese dinamiese proses te bereik.
Toepassings van uiterste ultravioletligbronne, soos hoekoploselektronspektroskopie (ARPES) metings, vereis 'n straal uiterste ultravioletlig om die monster te verlig. Die elektrone op die oppervlak van die monster word opgewek tot die aaneenlopende toestand deur die uiterste ultraviolet lig, 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 lae herhalingsfrekwensie uiterste ultraviolet ligbron, omdat sy 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 teweegbring. van foto-elektron kinetiese energie, wat die ruimteladingseffek genoem word. Om die invloed van ruimteladingseffek te verminder, is dit nodig om die foto-elektrone in elke puls te verminder terwyl die konstante fotonvloed behou word, dus is dit nodig om dielasermet 'n hoë herhalingsfrekwensie om die uiterste ultraviolet ligbron met 'n hoë herhalingsfrekwensie te produseer.
Resonansie verbeterde holte tegnologie realiseer die generering van hoë orde harmonieke by MHz herhalingsfrekwensie
Ten einde 'n uiterste ultraviolet ligbron met 'n herhalingstempo van tot 60 MHz te verkry, het die Jones-span aan die Universiteit van Brits-Columbië in die Verenigde Koninkryk hoë-orde harmoniese generering in 'n femtosekonde resonansverbeteringsholte (fsEC) uitgevoer om 'n praktiese uiterste ultraviolet ligbron en dit toegepas op tyd-opgeloste hoek-opgeloste elektronspektroskopie (Tr-ARPES) eksperimente. Die ligbron is in staat om 'n fotonvloed van meer as 1011 fotongetalle per sekonde te lewer met 'n enkele harmoniese teen 'n herhalingstempo van 60 MHz in die energiegebied van 8 tot 40 eV. Hulle het 'n ytterbium-gedoteerde vesellaserstelsel gebruik as 'n saadbron vir fsEC, en beheerde pulseienskappe deur 'n pasgemaakte laserstelselontwerp om draeromhulsel offset frekwensie (fCEO) geraas te minimaliseer en goeie pulskompressie eienskappe aan die einde van die versterkerketting te handhaaf. Om stabiele resonansieverbetering binne die fsEC te bewerkstellig, gebruik hulle drie servobeheerlusse vir terugvoerbeheer, wat aktiewe stabilisering by twee vryheidsgrade tot gevolg het: die heen-en-weer-rittyd van die polsfietsry binne die fsEC pas by die laserpulsperiode, en die faseverskuiwing van die elektriese velddraer met betrekking tot die pulsomhulsel (dws draeromhulselfase, ϕCEO).
Deur kriptongas as die werkende gas te gebruik, het die navorsingspan die generering van hoër-orde harmonieke in fsEC bereik. Hulle het Tr-ARPES-metings van grafiet uitgevoer en vinnige termiasie en daaropvolgende stadige rekombinasie van nie-termies-opgewekte elektronpopulasies waargeneem, asook die dinamika van nie-termies direk opgewekte toestande naby die Fermi-vlak bo 0.6 eV. Hierdie ligbron bied 'n belangrike hulpmiddel om die elektroniese struktuur van komplekse materiale te bestudeer. Die generering van hoë orde harmonieke in fsEC het egter baie hoë vereistes vir reflektiwiteit, verspreidingskompensasie, fyn aanpassing van holtelengte en sinchronisasievergrendeling, wat die verbeteringsveelvoud van die resonansieversterkte 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 uiterste ultraviolet geword niehoë harmoniese ligbron.
Postyd: 29-Apr-2024