Foarútgong yn ekstreme ultravioletstrielenljochtboarnetechnology
Yn 'e lêste jierren hawwe ekstreme ultraviolette hege harmonyske boarnen in soad omtinken lutsen op it mêd fan elektrondynamika fanwegen har sterke koherinsje, koarte pulsduer en hege fotonenerzjy, en binne se brûkt yn ferskate spektrale en ôfbyldingsstúdzjes. Mei de foarútgong fan technology is dit...ljochtboarneûntwikkelt him nei in hegere werhellingsfrekwinsje, in hegere fotonflux, in hegere fotonenerzjy en in koartere pulsbreedte. Dizze foarútgong optimalisearret net allinich de mjitresolúsje fan ekstreme ultraviolette ljochtboarnen, mar biedt ek nije mooglikheden foar takomstige technologyske ûntwikkelingstrends. Dêrom is de yngeande stúdzje en it begryp fan ekstreme ultraviolette ljochtboarnen mei hege werhellingsfrekwinsje fan grut belang foar it behearskjen en tapassen fan baanbrekkende technology.
Foar elektronspektroskopiemjittingen op femtosekonde- en attosekonde-tiidskalen is it oantal eveneminten dat yn ien striel metten wurdt faak ûnfoldwaande, wêrtroch ljochtboarnen mei lege refrekwinsje ûnfoldwaande binne om betroubere statistiken te krijen. Tagelyk sil de ljochtboarne mei lege fotonflux de signaal-lûdsferhâlding fan mikroskopyske ôfbylding ferminderje tidens de beheinde bleatstellingstiid. Troch trochgeande ferkenning en eksperiminten hawwe ûndersikers in protte ferbetteringen makke yn 'e opbringstoptimalisaasje en it transmissie-ûntwerp fan ekstreme ultraviolette ljocht mei hege werhellingsfrekwinsje. De avansearre spektrale analysetechnology yn kombinaasje mei de ekstreme ultraviolette ljochtboarne mei hege werhellingsfrekwinsje is brûkt om de hege presyzjemjitting fan materiaalstruktuer en elektroanyske dynamyske prosessen te berikken.
Tapassingen fan ekstreme ultraviolette ljochtboarnen, lykas hoekige oploste elektronspektroskopie (ARPES) mjittingen, fereaskje in striel fan ekstreme ultraviolette ljocht om it stekproef te ferljochtsjen. De elektroanen op it oerflak fan it stekproef wurde oanstutsen nei de trochgeande steat troch it ekstreme ultraviolette ljocht, en de kinetische enerzjy en emisjehoek fan 'e fotoelektronen befetsje de ynformaasje oer de bandstruktuer fan it stekproef. De elektronanalysator mei hoeke-resolúsjefunksje ûntfangt de útstrielde fotoelektronen en krijt de bandstruktuer tichtby de valensband fan it stekproef. Foar in ekstreme ultraviolette ljochtboarne mei lege werhellingsfrekwinsje, om't syn ienige puls in grut oantal fotonen befettet, sil it in grut oantal fotoelektronen op it stekproefoerflak yn in koarte tiid oanstjoere, en de Coulomb-ynteraksje sil in serieuze ferbreding fan 'e ferdieling fan' e kinetische enerzjy fan fotoelektronen bringe, wat it romteladingseffekt neamd wurdt. Om de ynfloed fan it romteladingseffekt te ferminderjen, is it nedich om de fotoelektronen yn elke puls te ferminderjen, wylst de konstante fotonflux behâlden wurdt, dus it is nedich om de ... oan te driuwenlasermei hege werhellingsfrekwinsje om de ekstreme ultraviolette ljochtboarne mei hege werhellingsfrekwinsje te produsearjen.
Resonânsjeferbettere holtetechnology realisearret de generaasje fan hege oarder harmonijen by MHz werhellingsfrekwinsje
Om in ekstreme ultraviolette ljochtboarne te krijen mei in werhellingsfrekwinsje oant 60 MHz, fierde it Jones-team oan 'e Universiteit fan Britsk-Kolumbia yn it Feriene Keninkryk hege-oarder harmonyske generaasje út yn in femtosekonde resonânsjeferbetteringsholte (fsEC) om in praktyske ekstreme ultraviolette ljochtboarne te berikken en tapast it op tiid-oploste hoeke-oploste elektronspektroskopie (Tr-ARPES) eksperiminten. De ljochtboarne is by steat om in fotonflux fan mear as 1011 fotonoantallen per sekonde te leverjen mei in inkele harmonyk by in werhellingsfrekwinsje fan 60 MHz yn it enerzjyberik fan 8 oant 40 eV. Se brûkten in ytterbium-dopearre glêstriedlasersysteem as siedboarne foar fsEC, en kontrolearren pulskarakteristiken fia in oanpast lasersysteemûntwerp om carrier envelope offset frekwinsje (fCEO) rûs te minimalisearjen en goede pulskompresjekarakteristiken te behâlden oan 'e ein fan' e fersterkerketen. Om stabile resonânsjeferbettering binnen de fSEC te berikken, brûke se trije servo-kontrôlelussen foar feedbackkontrôle, wat resulteart yn aktive stabilisaasje op twa frijheidsgraden: de rûnreistiid fan 'e pulssyklus binnen de fSEC komt oerien mei de laserpulsperioade, en de fazeferskowing fan 'e elektryske fjilddrager mei respekt foar de pulsomhulsel (d.w.s. drageromhulselfaze, ϕCEO).
Troch kryptongas as wurkgas te brûken, slagge it ûndersyksteam deryn om hegere-oarder harmoniken yn fsEC te generearjen. Se fierden Tr-ARPES-mjittingen út fan grafyt en observearren rappe termisaasje en dêrnei stadige rekombinaasje fan net-termysk opteinde elektronpopulaasjes, lykas de dynamyk fan net-termysk direkt opteinde steaten tichtby it Fermi-nivo boppe 0.6 eV. Dizze ljochtboarne biedt in wichtich ark foar it bestudearjen fan 'e elektroanyske struktuer fan komplekse materialen. De generaasje fan hege-oarder harmoniken yn fsEC hat lykwols tige hege easken foar reflektiviteit, ferspriedingskompensaasje, fynoanpassing fan holtelengte en syngronisaasjefergrendeling, wat in grutte ynfloed sil hawwe op it ferbetteringsmeardertal fan 'e resonânsjefersterke holte. Tagelyk is de net-lineare fazerespons fan it plasma op it fokuspunt fan 'e holte ek in útdaging. Dêrom is dit soarte ljochtboarne op it stuit net de mainstream ekstreme ultraviolette wurden.hege harmonyske ljochtboarne.
Pleatsingstiid: 29 april 2024