Ekstremalių ultravioletinių šviesos šaltinių technologijos pažanga

Pažanga ekstremaliame ultravioletiniame telefoneŠviesos šaltinio technologija

Pastaraisiais metais ekstremalūs ultravioletiniai aukštai harmoniniai šaltiniai sulaukė platų dėmesio elektronų dinamikos srityje dėl jų stiprios darnos, trumpos impulsų trukmės ir didelės fotono energijos, ir jie buvo naudojami įvairiuose spektriniuose ir vaizdavimo tyrimuose. Tobulėjant technologijoms, taiŠviesos šaltinisvystosi didesnio pasikartojimo dažnio, didesnio fotono srauto, didesnio fotono energijos ir trumpesnio impulsų pločio. Šis avansas ne tik optimizuoja ekstremalių ultravioletinių spindulių šaltinių matavimo skiriamąją gebą, bet ir suteikia naujas galimybes ateities technologinės plėtros tendencijoms. Todėl išsamus tyrimas ir aukšto pasikartojimo dažnio, esančio ypač ultravioletinio šviesos šaltinis, supratimas yra didelę reikšmę įvaldant ir taikant pažangiausias technologijas.

Elektronų spektroskopijos matavimams atliekant femtosekundės ir attosekundės laiko skalę, įvykių, išmatuotų vienoje pluošte, skaičius dažnai yra nepakankamas, todėl mažos refrizmo šviesos šaltiniai nėra pakankami, kad būtų galima gauti patikimą statistiką. Tuo pačiu metu šviesos šaltinis su mažu fotono srautu sumažins mikroskopinio vaizdo signalo ir triukšmo santykį riboto ekspozicijos metu. Tęsdami ir eksperimentus, tyrėjai daug patobulino didelio pasikartojimo dažnio kraštutinio ultravioletinės šviesos optimizavimo ir perdavimo projektavimą. Siekiant aukšto tikslaus medžiagos struktūros ir elektroninio dinaminio proceso matavimo ir elektroninio dinaminio proceso, buvo naudojama išplėstinė spektrinės analizės technologija, kartu su dideliu pasikartojimo dažniu.

Ekstremalių ultravioletinių spindulių šaltinių, tokių kaip kampinė išspręsta elektronų spektroskopijos (ARPES) matavimai, pritaikymui, norint apšviesti mėginį, reikia ypač ultravioletinės šviesos pluošto. Elektronai, esantys mėginio paviršiuje, sujaudina nuolatinę būseną dėl ekstremalios ultravioletinės šviesos, o fotoelektronų kinetinės energijos ir emisijos kampe yra mėginio juostos struktūros informacija. Elektronų analizatorius su kampo skiriamosios gebos funkcija gauna spinduliuotus fotoelektronus ir gauna juostos struktūrą šalia mėginio valentinės juostos. Dėl mažo pasikartojimo dažnio kraštutinio ultravioletinio šviesos šaltinio, nes jo viename impulse yra daugybė fotonų, jis per trumpą laiką sujaudins daugybę fotoelektronų ant mėginio paviršiaus, o Kulomo sąveika rimtai padidins pasiskirstymą fotoelektrono kinetinės energijos, kuri vadinama kosminio krūvio efektu. Norint sumažinti kosmoso krūvio efekto įtaką, būtina sumažinti fotoelektronus, esančius kiekviename impulse, išlaikant nuolatinį fotono srautą, todėl būtina vartotilazerisEsant dideliam pasikartojimo dažniui, kad būtų sukurtas ekstremalusis ultravioletinis šviesos šaltinis su dideliu pasikartojimo dažniu.

Rezonanso sustiprinta ertmės technologija realizuoja aukštos eilės harmonikų generavimą esant MHz pasikartojimo dažniui
Siekdama gauti ekstremalų ultravioletinį šviesos šaltinį, kurio pasikartojimo procentas yra iki 60 MHz, Joneso komanda Britanijos Kolumbijos universitete Jungtinėje Karalystėje atliko aukštos eilės harmoninę kartą femtosekundės rezonanso stiprinimo ertmėje (FSEC), kad pasiektų praktiką Ekstremalus ultravioletinis šviesos šaltinis ir pritaikė jį atliekant laiką išspręstus kampinius išspręstus elektronų spektroskopijos (TR-ARPES) eksperimentus. Šviesos šaltinis gali pateikti daugiau nei 1011 fotonų skaičių per sekundę fotono srautą, kai viena harmonika yra 60 MHz pasikartojimo greitis, esant 60 MHz nuo 8 iki 40 eV. Jie naudojo „Ytterbium“ pluošto lazerinę sistemą kaip FSEC sėklų šaltinį, o kontroliuojamos impulsų charakteristikos per pritaikytą lazerio sistemos dizainą, kad būtų sumažintas nešiklio apvalkalo poslinkio dažnio (FCEO) triukšmas ir palaiko geras impulsų suspaudimo charakteristikas stiprintuvo grandinės pabaigoje. Norėdami pasiekti stabilų rezonanso sustiprinimą FSEC, jie naudoja tris servo valdymo kilpas grįžtamojo ryšio valdymui, todėl aktyvi stabilizavimasis dviem laisvės laipsniais: pulso ciklo kelionės laikas FSEC atitinka lazerio impulsą, o fazės poslinkio poslinkis ir fazės poslinkio poslinkis ir fazės poslinkis. elektrinio lauko nešiklio pulso apvalkalo atžvilgiu (ty nešiklio apvalkalo fazė, ϕceo).

Naudodama „Krypton Gas“ kaip darbines dujas, tyrimų komanda pasiekė aukštesnės eilės harmonikų generavimą FSEC. Jie atliko grafito TR-ARPES matavimus ir stebėjo greitą termiaciją ir vėlesnę netermiškai sužadintų elektronų populiacijų rekombinaciją, taip pat netermiškai tiesiogiai sužadintų būsenų dinamiką netoli Fermi lygio, viršijančio 0,6 eV. Šis šviesos šaltinis yra svarbus įrankis tiriant sudėtingų medžiagų elektroninę struktūrą. Tačiau aukštos eilės harmonikų generavimas FSEC turi labai didelius atspindžio, dispersijos kompensavimo, smulkiojo ertmės ilgio ir sinchronizacijos fiksavimo reguliavimo reikalavimus, o tai turės didelę įtaką sustiprintos ertmės padidinimui. Tuo pačiu metu netiesinė plazmos fazės atsakas į ertmės židinio tašką taip pat yra iššūkis. Todėl šiuo metu toks šviesos šaltinis netapo pagrindiniu kraštutiniu ultravioletiniu spinduliuAukštas harmoninis šviesos šaltinis.