Foarútgong yn ekstreme ultravioletljocht boarne technology
Yn 'e ôfrûne jierren hawwe ekstreme ultraviolet hege harmonische boarnen breed omtinken lutsen op it mêd fan elektroanendynamika fanwege har sterke gearhing, koarte pulsdoer en hege fotonenergie, en binne brûkt yn ferskate spektrale en ôfbyldingsstúdzjes. Mei de foarútgong fan technology, ditljocht boarneûntwikkelet nei hegere werhellingsfrekwinsje, hegere fotonflux, hegere fotonenergie en koartere pulsbreedte. Dizze foarútgong optimisearret net allinich de mjitresolúsje fan ekstreme ultraviolet ljochtboarnen, mar biedt ek nije mooglikheden foar takomstige technologyske ûntwikkelingstrends. Dêrom is de yngeande stúdzje en begryp fan hege werhellingsfrekwinsje ekstreme ultraviolet ljochtboarne fan grutte betsjutting foar it behearskjen en tapassen fan moderne technology.
Foar mjittingen fan elektroanenspektroskopy op femtosecond en attosecond tiidskalen is it oantal eveneminten mjitten yn ien inkelde beam faak net genôch, wêrtroch ljochtboarnen mei lege frekwinsje net genôch binne om betroubere statistiken te krijen. Tagelyk sil de ljochtboarne mei lege fotonflux de sinjaal-oan-lûd-ferhâlding fan mikroskopyske ôfbylding ferminderje yn 'e beheinde eksposysjetiid. Troch trochgeande ferkenning en eksperiminten hawwe ûndersikers in protte ferbetteringen makke yn 'e opbringstoptimisaasje en oerdrachtûntwerp fan hege herhellingsfrekwinsje ekstreem ultraviolet ljocht. De avansearre spektrale analyze technology kombinearre mei de hege werhelling frekwinsje ekstreme ultraviolet ljocht boarne is brûkt om te berikken de hege presyzje mjitting fan materiaal struktuer en elektroanysk dynamysk proses.
Tapassingen fan ekstreme ultraviolet ljochtboarnen, lykas angular resolved electron spectroscopy (ARPES) mjittingen, fereaskje in beam fan ekstreem ultraviolet ljocht om it probleem te ferljochtsjen. De elektroanen op it oerflak fan 'e stekproef wurde optein nei de trochgeande steat troch de ekstreme ultraviolet ljocht, en de kinetyske enerzjy en emisje Hoek fan' e photoelectrons befetsje de band struktuer ynformaasje fan it stekproef. De elektroanenanalysator mei hoekresolúsjefunksje ûntfangt de útstriele foto-elektroanen en krijt de bandstruktuer tichtby de valensbân fan it stekproef. Foar lege werhelling frekwinsje ekstreme ultraviolet ljocht boarne, omdat syn inkele puls befettet in grut oantal fotonen, it sil excite in grut oantal photoelectrons op de stekproef oerflak yn in koarte tiid, en de Coulomb ynteraksje sil bringe oer in serieuze ferbreding fan de ferdieling kinetyske enerzjy fan foto-elektroanen, wat it romteladingseffekt neamd wurdt. Om de ynfloed fan romteladingseffekt te ferminderjen, is it needsaaklik om de foto-elektroanen yn elke puls te ferminderjen, wylst de konstante fotonflux behâldt, dus is it needsaaklik om delasermei hege werhellingsfrekwinsje om de ekstreme ultraviolet ljochtboarne te produsearjen mei hege werhellingsfrekwinsje.
Resonânsje-ferbettere holtetechnology realisearret de generaasje fan harmoniken fan hege oarder by MHz werhellingsfrekwinsje
Om in ekstreme ultraviolet ljochtboarne te krijen mei in werhellingsfrekwinsje fan maksimaal 60 MHz, hat it Jones-team oan 'e Universiteit fan Britsk-Kolumbia yn' t Feriene Keninkryk in hege folchoarder harmonyske generaasje útfierd yn in femtosecond resonance enhancement cavity (fsEC) om in praktysk te berikken. ekstreme ultraviolet ljocht boarne en tapast it op tiid-oplost hoeke oplost elektron spektroskopy (Tr-ARPES) eksperiminten. De ljochtboarne is yn steat om in fotonflux fan mear as 1011 fotonnûmers per sekonde te leverjen mei ien harmonic by in werhellingsfrekwinsje fan 60 MHz yn it enerzjyberik fan 8 oant 40 eV. Se brûkten in ytterbium-doped fiber laser systeem as sied boarne foar fsEC, en kontrolearre puls skaaimerken troch in oanpaste laser systeem design foar in minimalisearje carrier envelope offset frekwinsje (fCEO) lûd en ûnderhâlden goede puls kompresje skaaimerken oan 'e ein fan' e fersterker keatling. Om stabile resonânsjeferbettering binnen de fsEC te berikken, brûke se trije servokontrôlelussen foar feedbackkontrôle, wat resulteart yn aktive stabilisaasje op twa frijheidsgraden: de rûnreistiid fan 'e pulsfyts binnen de fsEC komt oerien mei de laserpulsperioade, en de fazeferskowing fan de elektryske fjilddrager mei respekt foar de pulsevelope (dat wol sizze, drageromhullende faze, ϕCEO).
Troch it brûken fan kryptongas as it wurkgas, berikte it ûndersyksteam de generaasje fan hegere-order harmonics yn fsEC. Se diene Tr-ARPES-mjittingen fan grafyt en observearre rappe termyaasje en dêropfolgjende trage rekombinaasje fan net-thermysk opwûne elektroanenpopulaasjes, lykas ek de dynamyk fan net-thermysk direkt opwekke steaten tichtby it Fermi-nivo boppe 0,6 eV. Dizze ljochtboarne leveret in wichtich ark foar it bestudearjen fan de elektroanyske struktuer fan komplekse materialen. Lykwols, de generaasje fan hege folchoarder harmonics yn fsEC hat hiel hege easken foar reflectivity, dispersion kompensaasje, fyn oanpassing fan holte lingte en syngronisaasje locking, dat sil grutte ynfloed op de ferbettering meartal fan de resonânsje-ferbettere holte. Tagelyk is de netlineêre faze-antwurd fan it plasma op it fokuspunt fan 'e holte ek in útdaging. Dêrom, op it stuit, dit soarte fan ljocht boarne is net wurden de mainstream ekstreme ultraviolethege harmonic ljocht boarne.
Post tiid: Apr-29-2024