Avvanzi fl-ultravjola estremateknoloġija tas-sors tad-dawl
Fi snin reċenti, sorsi armoniċi għoljin ultravjola estremi ġibdu attenzjoni wiesgħa fil-qasam tad-dinamika tal-elettroni minħabba l-koerenza qawwija tagħhom, it-tul qasir tal-impuls u l-enerġija għolja tal-fotoni, u ntużaw f'diversi studji spettrali u tal-immaġini. Bl-avvanz tat-teknoloġija, dansors tad-dawlqed jiżviluppa lejn frekwenza ta' ripetizzjoni ogħla, fluss ta' fotoni ogħla, enerġija ta' fotoni ogħla u wisa' tal-polz iqsar. Dan l-avvanz mhux biss jottimizza r-riżoluzzjoni tal-kejl ta' sorsi ta' dawl ultravjola estremi, iżda jipprovdi wkoll possibbiltajiet ġodda għal xejriet futuri ta' żvilupp teknoloġiku. Għalhekk, l-istudju fil-fond u l-fehim tas-sors tad-dawl ultravjola estremi bi frekwenza ta' ripetizzjoni għolja huma ta' sinifikat kbir għall-ħakma u l-applikazzjoni ta' teknoloġija avvanzata.
Għal kejl tal-ispettroskopija tal-elettroni fuq skali ta' żmien femtosekondi u attosekondi, in-numru ta' avvenimenti mkejla f'raġġ wieħed ħafna drabi ma jkunx biżżejjed, u b'hekk is-sorsi tad-dawl b'rifrekwenza baxxa ma jkunux biżżejjed biex jinkisbu statistika affidabbli. Fl-istess ħin, is-sors tad-dawl b'fluss ta' fotoni baxx inaqqas il-proporzjon sinjal-ħoss tal-immaġini mikroskopika matul il-ħin limitat ta' espożizzjoni. Permezz ta' esplorazzjoni u esperimenti kontinwi, ir-riċerkaturi għamlu ħafna titjib fl-ottimizzazzjoni tar-rendiment u d-disinn tat-trażmissjoni tad-dawl ultravjola estrema b'frekwenza ta' ripetizzjoni għolja. It-teknoloġija avvanzata tal-analiżi spettrali flimkien mas-sors tad-dawl ultravjola estrema b'frekwenza ta' ripetizzjoni għolja ntużat biex tinkiseb kejl ta' preċiżjoni għolja tal-istruttura tal-materjal u l-proċess dinamiku elettroniku.
L-applikazzjonijiet ta’ sorsi ta’ dawl ultravjola estremi, bħal kejl tal-ispettroskopija tal-elettroni b’riżoluzzjoni angolari (ARPES), jeħtieġu raġġ ta’ dawl ultravjola estrem biex idawwal il-kampjun. L-elettroni fuq il-wiċċ tal-kampjun huma eċċitati għall-istat kontinwu mid-dawl ultravjola estrem, u l-enerġija kinetika u l-Angolu tal-emissjoni tal-fotoelettroni fihom l-informazzjoni dwar l-istruttura tal-medda tal-kampjun. L-analizzatur tal-elettroni b’funzjoni ta’ riżoluzzjoni tal-Angolu jirċievi l-fotoelettroni rradjati u jikseb l-istruttura tal-medda ħdejn il-medda ta’ valenza tal-kampjun. Għal sors ta’ dawl ultravjola estrem bi frekwenza ta’ ripetizzjoni baxxa, minħabba li l-impuls wieħed tiegħu fih numru kbir ta’ fotoni, se jeċita numru kbir ta’ fotoelettroni fuq il-wiċċ tal-kampjun fi żmien qasir, u l-interazzjoni ta’ Coulomb se ġġib twessigħ serju tad-distribuzzjoni tal-enerġija kinetika tal-fotoelettroni, li jissejjaħ l-effett tal-iċċarġjar spazjali. Sabiex titnaqqas l-influwenza tal-effett tal-iċċarġjar spazjali, huwa meħtieġ li jitnaqqsu l-fotoelettroni li jinsabu f’kull impuls filwaqt li jinżamm il-fluss kostanti tal-fotoni, għalhekk huwa meħtieġ li ssuq il-lejżerb'frekwenza għolja ta' ripetizzjoni biex tipproduċi s-sors tad-dawl ultravjola estrem bi frekwenza għolja ta' ripetizzjoni.
It-teknoloġija tal-kavità msaħħa bir-reżonanza tirrealizza l-ġenerazzjoni ta' armoniċi ta' ordni għolja bi frekwenza ta' ripetizzjoni tal-MHz
Sabiex jinkiseb sors ta' dawl ultravjola estrem b'rata ta' ripetizzjoni sa 60 MHz, it-tim Jones fl-Università ta' British Columbia fir-Renju Unit wettaq ġenerazzjoni armonika ta' ordni għolja f'kavità ta' titjib tar-reżonanza femtosekonda (fsEC) biex jikseb sors ta' dawl ultravjola estrem prattiku u applikaha għal esperimenti ta' spettroskopija elettronika angolari b'riżoluzzjoni tal-ħin (Tr-ARPES). Is-sors tad-dawl kapaċi jwassal fluss ta' fotoni ta' aktar minn 1011 numri ta' fotoni kull sekonda b'armonika waħda b'rata ta' ripetizzjoni ta' 60 MHz fil-medda ta' enerġija ta' 8 sa 40 eV. Huma użaw sistema ta' laser tal-fibra ddoppjata bl-itterbju bħala sors taż-żerriegħa għall-fsEC, u kkontrollaw il-karatteristiċi tal-polz permezz ta' disinn ta' sistema ta' laser personalizzata biex jimminimizzaw l-istorbju tal-frekwenza tal-ispostament tal-qoxra tat-trasportatur (fCEO) u jżommu karatteristiċi tajbin ta' kompressjoni tal-polz fit-tmiem tal-katina tal-amplifikatur. Biex jinkiseb titjib stabbli tar-reżonanza fi ħdan l-fsEC, jużaw tliet linji ta' kontroll servo għall-kontroll tar-reazzjoni, li jirriżultaw f'stabbilizzazzjoni attiva f'żewġ gradi ta' libertà: il-ħin tar-round trip taċ-ċiklu tal-polz fi ħdan l-fsEC jaqbel mal-perjodu tal-polz tal-lejżer, u l-ispostament tal-fażi tat-trasportatur tal-kamp elettriku fir-rigward tal-envelopp tal-polz (jiġifieri, il-fażi tal-envelopp tat-trasportatur, ϕCEO).
Bl-użu tal-gass kripton bħala l-gass tax-xogħol, it-tim tar-riċerka kiseb il-ġenerazzjoni ta' armoniċi ta' ordni ogħla fl-fsEC. Huma wettqu kejl Tr-ARPES tal-grafita u osservaw termjazzjoni rapida u rikombinazzjoni bil-mod sussegwenti ta' popolazzjonijiet ta' elettroni mhux eċċitati termalment, kif ukoll id-dinamika ta' stati eċċitati direttament mhux termalment qrib il-livell ta' Fermi 'l fuq minn 0.6 eV. Dan is-sors tad-dawl jipprovdi għodda importanti għall-istudju tal-istruttura elettronika ta' materjali kumplessi. Madankollu, il-ġenerazzjoni ta' armoniċi ta' ordni għolja fl-fsEC għandha rekwiżiti għoljin ħafna għar-riflettività, il-kumpens tad-dispersjoni, l-aġġustament fin tat-tul tal-kavità u l-illokkjar tas-sinkronizzazzjoni, li se jaffettwaw ħafna l-multiplu tat-titjib tal-kavità msaħħa bir-reżonanza. Fl-istess ħin, ir-rispons tal-fażi mhux lineari tal-plażma fil-punt fokali tal-kavità huwa wkoll sfida. Għalhekk, fil-preżent, dan it-tip ta' sors tad-dawl ma sarx l-ultravjola estrema mainstream.sors ta' dawl armoniku għoli.
Ħin tal-posta: 29 ta' April 2024