चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोत प्रविधिमा प्रगति

चरम पराबैंगनी मा प्रगतिप्रकाश स्रोत प्रविधि

हालका वर्षहरूमा, चरम पराबैंगनी उच्च हार्मोनिक स्रोतहरूले तिनीहरूको बलियो संगतता, छोटो पल्स अवधि र उच्च फोटोन ऊर्जाको कारणले इलेक्ट्रोन गतिशीलताको क्षेत्रमा व्यापक ध्यान आकर्षित गरेको छ, र विभिन्न वर्णक्रम र इमेजिङ अध्ययनहरूमा प्रयोग गरिएको छ। प्रविधिको विकाससँगै योप्रकाश स्रोतउच्च पुनरावृत्ति आवृत्ति, उच्च फोटोन फ्लक्स, उच्च फोटोन ऊर्जा र छोटो पल्स चौडाइ तिर विकास गर्दैछ। यो अग्रिमले चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोतहरूको मापन रिजोल्युसनलाई मात्र अनुकूलन गर्दैन, तर भविष्यको प्राविधिक विकास प्रवृतिहरूको लागि नयाँ सम्भावनाहरू पनि प्रदान गर्दछ। तसर्थ, उच्च दोहोरिने फ्रिक्वेन्सी चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोतको गहिरो अध्ययन र बुझाइ अत्याधुनिक प्रविधिमा महारत हासिल गर्न र लागू गर्नको लागि धेरै महत्त्वपूर्ण छ।

फेमटोसेकेन्ड र एटोसेकेन्ड टाइम स्केलमा इलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी मापनका लागि, एकल बीममा मापन गरिएका घटनाहरूको संख्या प्रायः अपर्याप्त हुन्छ, कम आवृत्ति प्रकाश स्रोतहरू विश्वसनीय तथ्याङ्कहरू प्राप्त गर्न अपर्याप्त बनाउँदै। एकै समयमा, कम फोटोन फ्लक्सको साथ प्रकाश स्रोतले सीमित एक्सपोजर समयको समयमा माइक्रोस्कोपिक इमेजिङको संकेत-देखि-शोर अनुपातलाई कम गर्नेछ। निरन्तर अन्वेषण र प्रयोगहरू मार्फत, शोधकर्ताहरूले उच्च पुनरावृत्ति आवृत्ति चरम पराबैंगनी प्रकाशको उपज अनुकूलन र प्रसारण डिजाइनमा धेरै सुधारहरू गरेका छन्। उच्च पुनरावृत्ति फ्रिक्वेन्सी चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोत संग जोडिएको उन्नत स्पेक्ट्रल विश्लेषण प्रविधि सामग्री संरचना र इलेक्ट्रोनिक गतिशील प्रक्रिया को उच्च सटीक मापन प्राप्त गर्न को लागी प्रयोग गरिएको छ।

चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोतहरूको अनुप्रयोगहरू, जस्तै कोणीय समाधान गरिएको इलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी (ARPES) मापन, नमूनालाई उज्यालो बनाउन चरम पराबैंगनी प्रकाशको किरण चाहिन्छ। नमूनाको सतहमा रहेका इलेक्ट्रोनहरू चरम पराबैंगनी प्रकाशले निरन्तर स्थितिमा उत्तेजित हुन्छन्, र फोटो इलेक्ट्रोनहरूको गतिज ऊर्जा र उत्सर्जन कोणले नमूनाको ब्यान्ड संरचना जानकारी समावेश गर्दछ। कोण रिजोल्युसन प्रकार्यको साथ इलेक्ट्रोन विश्लेषकले विकिरण गरिएको फोटोइलेक्ट्रोनहरू प्राप्त गर्दछ र नमूनाको भ्यालेन्स ब्यान्डको नजिक ब्यान्ड संरचना प्राप्त गर्दछ। कम दोहोरिने फ्रिक्वेन्सी चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोतको लागि, किनभने यसको एकल पल्समा ठूलो संख्यामा फोटोनहरू हुन्छन्, यसले छोटो समयमा नमूना सतहमा ठूलो संख्यामा फोटोइलेक्ट्रोनहरू उत्तेजित गर्नेछ, र कूलम्ब अन्तरक्रियाले वितरणको गम्भीर फराकिलो ल्याउँछ। फोटो इलेक्ट्रोन काइनेटिक ऊर्जा, जसलाई स्पेस चार्ज प्रभाव भनिन्छ। स्पेस चार्ज प्रभावको प्रभावलाई कम गर्नको लागि, स्थिर फोटोन फ्लक्सलाई कायम राख्दै प्रत्येक पल्समा समावेश फोटोइलेक्ट्रोनहरू कम गर्न आवश्यक छ, त्यसैले यो ड्राइभ गर्न आवश्यक छ।लेजरउच्च पुनरावृत्ति आवृत्ति संग चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोत उत्पादन गर्न उच्च पुनरावृत्ति आवृत्ति संग।

अनुनाद परिष्कृत गुहा टेक्नोलोजीले मेगाहर्ट्ज पुनरावृत्ति फ्रिक्वेन्सीमा उच्च अर्डर हार्मोनिक्सको उत्पादनलाई महसुस गर्छ
६० मेगाहर्ट्जसम्मको दोहोरिने दरको साथ चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोत प्राप्त गर्न, युनाइटेड किंगडमको ब्रिटिश कोलम्बिया विश्वविद्यालयको जोन्स टोलीले फेम्टोसेकेन्ड रेजोनान्स एन्हान्समेन्ट क्याभिटी (fsEC) मा हाई अर्डर हार्मोनिक जेनरेशन प्रदर्शन गर्यो। चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोत र समय-समाधान कोणीय समाधान इलेक्ट्रोन स्पेक्ट्रोस्कोपी (Tr-ARPES) प्रयोगहरूमा लागू गरियो। प्रकाश स्रोतले 8 देखि 40 eV को ऊर्जा दायरामा 60 मेगाहर्ट्जको पुनरावृत्ति दरमा एकल हार्मोनिकको साथ 1011 फोटोन संख्याहरू प्रति सेकेन्ड भन्दा बढीको फोटोन प्रवाह प्रदान गर्न सक्षम छ। तिनीहरूले fsEC को लागि बीज स्रोतको रूपमा ytterbium-doped फाइबर लेजर प्रणाली प्रयोग गरे, र वाहक खाम अफसेट फ्रिक्वेन्सी (fCEO) शोरलाई कम गर्न र एम्पलीफायर चेनको अन्त्यमा राम्रो पल्स कम्प्रेसन विशेषताहरू कायम राख्न अनुकूलित लेजर प्रणाली डिजाइन मार्फत पल्स विशेषताहरू नियन्त्रण गरे। FsEC भित्र स्थिर अनुनाद बृद्धि हासिल गर्न, तिनीहरूले प्रतिक्रिया नियन्त्रणको लागि तीन सर्वो नियन्त्रण लूपहरू प्रयोग गर्छन्, जसको परिणामस्वरूप स्वतन्त्रताको दुई डिग्रीमा सक्रिय स्थिरता हुन्छ: fsEC भित्र पल्स साइकल चलाउने राउन्ड ट्रिप समय लेजर पल्स अवधिसँग मेल खान्छ, र फेज शिफ्ट। पल्स लिफाफा (अर्थात्, क्यारियर लिफाफे चरण, ϕCEO) को सम्बन्धमा बिजुली क्षेत्र वाहकको।

काम गर्ने ग्यासको रूपमा क्रिप्टन ग्यास प्रयोग गरेर, अनुसन्धान टोलीले fsEC मा उच्च-अर्डर हार्मोनिक्सको उत्पादन हासिल गर्यो। तिनीहरूले ग्रेफाइटको Tr-ARPES मापनहरू प्रदर्शन गरे र 0.6 eV माथि फर्मी स्तर नजिकै गैर-थर्मल रूपमा उत्तेजित इलेक्ट्रोन जनसंख्याको द्रुत थर्मिएसन र त्यसपछिको ढिलो पुन: संयोजन, साथै गैर-थर्मल रूपमा प्रत्यक्ष उत्तेजित अवस्थाहरूको गतिशीलता अवलोकन गरे। यो प्रकाश स्रोत जटिल सामग्री को इलेक्ट्रोनिक संरचना अध्ययन को लागी एक महत्वपूर्ण उपकरण प्रदान गर्दछ। जे होस्, fsEC मा हाई अर्डर हार्मोनिक्सको पुस्तामा परावर्तन, फैलावट क्षतिपूर्ति, गुहाको लम्बाइको ठीक समायोजन र सिंक्रोनाइजेसन लकको लागि धेरै उच्च आवश्यकताहरू छन्, जसले अनुनाद-बढाइएको गुहाको वृद्धि बहुविधलाई धेरै असर गर्नेछ। एकै समयमा, गुहाको केन्द्र बिन्दुमा प्लाज्माको ननलाइनर चरण प्रतिक्रिया पनि एक चुनौती हो। त्यसैले, वर्तमानमा, यस प्रकारको प्रकाश स्रोत मुख्यधारा चरम पराबैंगनी भएको छैनउच्च हार्मोनिक प्रकाश स्रोत.