Datblygiadau mewn uwchfioled eithafoltechnoleg ffynhonnell golau
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ffynonellau harmonig uchel uwchfioled eithafol wedi denu sylw eang ym maes dynameg electronau oherwydd eu cydlyniant cryf, hyd pwls byr ac egni ffoton uchel, ac fe'u defnyddiwyd mewn amrywiol astudiaethau sbectrol a delweddu. Gyda datblygiad technoleg, mae hynffynhonnell golauyn datblygu tuag at amledd ailadrodd uwch, fflwcs ffoton uwch, egni ffoton uwch a lled pwls byrrach. Mae'r datblygiad hwn nid yn unig yn optimeiddio datrysiad mesur ffynonellau golau uwchfioled eithafol, ond mae hefyd yn darparu posibiliadau newydd ar gyfer tueddiadau datblygu technolegol yn y dyfodol. Felly, mae astudiaeth a dealltwriaeth fanwl o ffynhonnell golau uwchfioled eithafol amledd ailadrodd uchel o arwyddocâd mawr ar gyfer meistroli a chymhwyso technoleg arloesol.
Ar gyfer mesuriadau sbectrosgopeg electron ar raddfeydd amser femtosecond ac attosecond, mae nifer y digwyddiadau a fesurir mewn un trawst yn aml yn annigonol, gan wneud ffynonellau golau ail-amledd isel yn annigonol i gael ystadegau dibynadwy. Ar yr un pryd, bydd y ffynhonnell golau â fflwcs ffoton isel yn lleihau'r gymhareb signal-i-sŵn o ddelweddu microsgopig yn ystod yr amser amlygiad cyfyngedig. Trwy archwilio ac arbrofion parhaus, mae ymchwilwyr wedi gwneud llawer o welliannau yn optimeiddio cynnyrch a dyluniad trosglwyddo golau uwchfioled eithafol amledd ailadrodd uchel. Defnyddiwyd y dechnoleg dadansoddi sbectrol uwch ynghyd â'r ffynhonnell golau uwchfioled eithafol amledd ailadrodd uchel i gyflawni mesuriad manwl gywir o strwythur deunydd a phroses ddeinamig electronig.
Mae cymwysiadau ffynonellau golau uwchfioled eithafol, fel mesuriadau sbectrosgopeg electronau datrysiad onglog (ARPES), yn gofyn am drawst o olau uwchfioled eithafol i oleuo'r sampl. Mae'r electronau ar wyneb y sampl yn cael eu cyffroi i'r cyflwr parhaus gan y golau uwchfioled eithafol, ac mae egni cinetig ac Ongl allyriadau'r ffotoelectronau yn cynnwys gwybodaeth strwythur band y sampl. Mae'r dadansoddwr electronau gyda swyddogaeth datrysiad Ongl yn derbyn y ffotoelectronau a ymbelydrir ac yn cael y strwythur band ger band falens y sampl. Ar gyfer ffynhonnell golau uwchfioled eithafol amledd ailadrodd isel, oherwydd bod ei phwls sengl yn cynnwys nifer fawr o ffotonau, bydd yn cyffroi nifer fawr o ffotoelectronau ar wyneb y sampl mewn amser byr, a bydd y rhyngweithio Coulomb yn arwain at ehangu difrifol yn nosbarthiad egni cinetig ffotoelectron, a elwir yn effaith gwefr gofod. Er mwyn lleihau dylanwad effaith gwefr gofod, mae angen lleihau'r ffotoelectronau sydd ym mhob pwls wrth gynnal y fflwcs ffoton cyson, felly mae angen gyrru'rlasergydag amledd ailadrodd uchel i gynhyrchu'r ffynhonnell golau uwchfioled eithafol gydag amledd ailadrodd uchel.
Mae technoleg ceudod wedi'i gwella gan atseinioldeb yn sylweddoli cynhyrchu harmonigau trefn uchel ar amledd ailadrodd MHz
Er mwyn cael ffynhonnell golau uwchfioled eithafol gyda chyfradd ailadrodd hyd at 60 MHz, perfformiodd tîm Jones ym Mhrifysgol British Columbia yn y Deyrnas Unedig gynhyrchu harmonig trefn uchel mewn ceudod gwella cyseiniant femtosecond (fsEC) i gyflawni ffynhonnell golau uwchfioled eithafol ymarferol a'i chymhwyso i arbrofion sbectrosgopeg electron datrys onglog amser-datrysedig (Tr-ARPES). Mae'r ffynhonnell golau yn gallu cyflwyno fflwcs ffoton o fwy na 1011 o niferoedd ffoton yr eiliad gydag un harmonig ar gyfradd ailadrodd o 60 MHz yn yr ystod ynni o 8 i 40 eV. Defnyddiasant system laser ffibr wedi'i dopio ag ytterbium fel ffynhonnell hadau ar gyfer fsEC, a rheolasant nodweddion pwls trwy ddyluniad system laser wedi'i addasu i leihau sŵn amledd gwrthbwyso amlen cludwr (fCEO) a chynnal nodweddion cywasgu pwls da ar ddiwedd y gadwyn mwyhadur. Er mwyn cyflawni gwelliant cyseiniant sefydlog o fewn yr fsEC, maent yn defnyddio tair dolen reoli servo ar gyfer rheoli adborth, gan arwain at sefydlogi gweithredol ar ddwy radd o ryddid: mae amser taith gron y cylch pwls o fewn yr fsEC yn cyfateb i gyfnod pwls y laser, a sifftiad cyfnod y cludwr maes trydan mewn perthynas â'r amlen pwls (h.y., cyfnod amlen y cludwr, ϕCEO).
Drwy ddefnyddio nwy crypton fel y nwy gweithio, llwyddodd y tîm ymchwil i gynhyrchu harmonigau uwch-drefn yn fsEC. Fe wnaethant gynnal mesuriadau Tr-ARPES o graffit ac arsylwi thermeiddio cyflym ac ailgyfuno araf dilynol o boblogaethau electronau nad ydynt wedi'u cyffroi'n thermol, yn ogystal â dynameg cyflyrau nad ydynt wedi'u cyffroi'n uniongyrchol yn thermol ger lefel Fermi uwchlaw 0.6 eV. Mae'r ffynhonnell golau hon yn darparu offeryn pwysig ar gyfer astudio strwythur electronig deunyddiau cymhleth. Fodd bynnag, mae cynhyrchu harmonigau uwch-drefn yn fsEC yn cynnwys gofynion uchel iawn ar gyfer adlewyrchedd, iawndal gwasgariad, addasiad manwl o hyd y ceudod a chloi cydamseru, a fydd yn effeithio'n fawr ar luosrif gwella'r ceudod wedi'i wella gan gyseiniant. Ar yr un pryd, mae ymateb cyfnod anlinellol y plasma ym mhwynt ffocal y ceudod hefyd yn her. Felly, ar hyn o bryd, nid yw'r math hwn o ffynhonnell golau wedi dod yn brif ffrwd uwchfioled eithafol.ffynhonnell golau harmonig uchel.
Amser postio: 29 Ebrill 2024