Cynnydd mewn uwchfioled eithafoltechnoleg ffynhonnell golau
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ffynonellau harmonig uwchfioled eithafol wedi denu sylw eang ym maes dynameg electron oherwydd eu cydlyniad 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 amlder ailadrodd uwch, fflwcs ffoton uwch, ynni ffoton uwch a lled pwls byrrach.Mae'r datblygiad hwn nid yn unig yn gwneud y gorau o ddatrysiad mesur ffynonellau golau uwchfioled eithafol, ond hefyd yn darparu posibiliadau newydd ar gyfer tueddiadau datblygu technolegol yn y dyfodol.Felly, mae'r astudiaeth fanwl a'r ddealltwriaeth o ffynhonnell golau uwchfioled eithafol amlder ailadrodd uchel yn arwyddocaol iawn ar gyfer meistroli a chymhwyso technoleg flaengar.
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 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 trawsyrru golau uwchfioled eithafol amlder ailadrodd uchel.Mae'r dechnoleg dadansoddi sbectrol uwch ynghyd â ffynhonnell golau uwchfioled eithafol amlder ailadrodd uchel wedi'i defnyddio i fesur strwythur deunydd a phroses ddeinamig electronig yn fanwl gywir.
Mae angen pelydrau o olau uwchfioled eithafol i oleuo'r sampl er mwyn defnyddio ffynonellau golau uwchfioled eithafol, megis mesuriadau sbectrosgopeg electronau wedi'u datrys onglog (ARPES).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 Angl allyriadau'r ffotoelectronau yn cynnwys gwybodaeth strwythur band y sampl.Mae'r dadansoddwr electronau â swyddogaeth cydraniad Angle yn derbyn y ffotoelectronau pelydrol ac yn cael strwythur y band ger band falens y sampl.Ar gyfer ffynhonnell golau uwchfioled eithafol amlder ailadrodd isel, oherwydd bod ei bwls sengl yn cynnwys nifer fawr o ffotonau, bydd yn cyffroi nifer fawr o ffotoelectronau ar wyneb y sampl mewn amser byr, a bydd rhyngweithio Coulomb yn ehangu'r dosbarthiad yn ddifrifol. o egni cinetig ffotoelectron, a elwir yn effaith gwefr gofod.Er mwyn lleihau dylanwad effaith gwefr gofod, mae angen lleihau'r ffotoelectronau sydd wedi'u cynnwys ym mhob pwls wrth gynnal y fflwcs ffoton cyson, felly mae angen gyrru'rlasergydag amlder ailadrodd uchel i gynhyrchu'r ffynhonnell golau uwchfioled eithafol gydag amlder ailadrodd uchel.
Mae technoleg ceudod wedi'i wella â chyseiniant yn gwireddu cynhyrchu harmoneg lefel uchel ar amlder ailadrodd MHz
Er mwyn cael ffynhonnell golau uwchfioled eithafol gyda chyfradd ailadrodd o hyd at 60 MHz, perfformiodd tîm Jones ym Mhrifysgol British Columbia yn y Deyrnas Unedig genhedlaeth harmonig lefel uchel mewn ceudod gwella cyseiniant femtosecond (fsEC) i gyflawni lefel ymarferol ffynhonnell golau uwchfioled eithafol a'i gymhwyso i arbrofion sbectrosgopeg electronau onglog wedi'u datrys gan amser (Tr-ARPES).Mae'r ffynhonnell golau yn gallu darparu fflwcs ffoton o fwy na 1011 o rifau ffoton yr eiliad gydag un harmonig ar gyfradd ailadrodd o 60 MHz yn yr ystod egni o 8 i 40 eV.Fe wnaethant ddefnyddio system laser ffibr dop ytterbium fel ffynhonnell hadau ar gyfer fsEC, a rheoli nodweddion pwls trwy ddyluniad system laser wedi'i deilwra i leihau sŵn amlder gwrthbwyso amlen cludwr (fCEO) a chynnal nodweddion cywasgu pwls da ar ddiwedd y gadwyn mwyhadur.Er mwyn cyflawni gwelliant cyseiniant sefydlog o fewn y fsEC, maent yn defnyddio tair dolen rheoli servo ar gyfer rheoli adborth, gan arwain at sefydlogi gweithredol ar ddwy radd o ryddid: mae amser taith gron y seiclo curiad y galon o fewn y fsEC yn cyfateb i'r cyfnod pwls laser, a'r newid cam y cludwr maes trydan mewn perthynas â'r amlen pwls (hy, cyfnod amlen cludwr, ϕCEO).
Trwy ddefnyddio nwy krypton fel y nwy gweithredol, llwyddodd y tîm ymchwil i gynhyrchu harmoneg lefel uwch yn fsEC.Perfformiwyd mesuriadau Tr-ARPES o graffit ganddynt a gwelsant thermieiddio cyflym ac ailgyfuniad araf dilynol o boblogaethau electronau heb eu cynhyrfu'n thermol, yn ogystal â deinameg gwladwriaethau heb fod yn gynhyrfus yn thermol yn uniongyrchol 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 gan y genhedlaeth o harmonigau gorchymyn uchel yn fsEC ofynion uchel iawn ar gyfer adlewyrchedd, iawndal gwasgariad, addasiad dirwy o hyd ceudod a chloi cydamseru, a fydd yn effeithio'n fawr ar luosrif gwella'r ceudod wedi'i wella â chyseiniant.Ar yr un pryd, mae ymateb cyfnod aflinol y plasma ar ganolbwynt y ceudod hefyd yn her.Felly, ar hyn o bryd, nid yw'r math hwn o ffynhonnell golau wedi dod yn uwchfioled eithafol prif ffrwdffynhonnell golau harmonig uchel.
Amser post: Ebrill-29-2024