Avances na tecnoloxía de fonte de luz extrema ultravioleta

Avances en ultravioleta extremoTecnoloxía de fonte de luz

Nos últimos anos, as fontes harmónicas altas ultravioletas extremas atraeron unha gran atención no campo da dinámica de electróns debido á súa forte coherencia, duración do pulso curto e alta enerxía de fotóns, e foron empregados en diversos estudos espectrais e de imaxe. Co avance da tecnoloxía, istofonte de luzestá a desenvolverse cara a maior frecuencia de repetición, maior fluxo de fotóns, maior enerxía de fotóns e ancho de pulso máis curto. Este avance non só optimiza a resolución de medición de fontes de luz extrema ultravioleta, senón que tamén ofrece novas posibilidades para as futuras tendencias de desenvolvemento tecnolóxico. Polo tanto, o estudo en profundidade e a comprensión da fonte de luz ultravioleta extrema de alta repetición é de gran importancia para dominar e aplicar a tecnoloxía de punta.

Para as medicións de espectroscopia de electróns en escalas de tempo femtosegundo e atosegundo, o número de eventos medidos nun só feixe é a miúdo insuficiente, facendo que as fontes de luz de baixa referente insuficientes para obter estatísticas fiables. Ao mesmo tempo, a fonte de luz con baixo fluxo de fotóns reducirá a relación sinal-ruído da imaxe microscópica durante o tempo de exposición limitado. A través de exploración continua e experimentos, os investigadores fixeron moitas melloras na optimización de rendemento e o deseño de transmisión de luz ultravioleta extrema de alta frecuencia de repetición. A tecnoloxía de análise espectral avanzada combinada coa fonte de luz ultravioleta extrema de alta repetición utilizouse para lograr a medición de alta precisión da estrutura material e do proceso dinámico electrónico.

As aplicacións de fontes de luz extrema ultravioleta, como as medicións de espectroscopia electrónica resolta angular (ARPES), requiren un feixe de luz ultravioleta extrema para iluminar a mostra. Os electróns na superficie da mostra están excitados ao estado continuo pola luz ultravioleta extrema, e a enerxía cinética e o ángulo de emisión dos fotoelectróns conteñen a información da estrutura da banda da mostra. O analizador de electróns con función de resolución de ángulo recibe os fotoelectróns radiados e obtén a estrutura de banda preto da banda de valencia da mostra. Para a baixa frecuencia de repetición Fonte de luz ultravioleta extrema, porque o seu pulso único contén un gran número de fotóns, emocionará a un gran número de fotoelectróns na superficie da mostra en pouco tempo, e a interacción Coulomb provocará un ensanche grave da distribución da enerxía cinética fotoelectrónica, que se chama efecto de carga espacial. Para reducir a influencia do efecto de carga espacial, é necesario reducir os fotoelectróns contidos en cada pulso mantendo o fluxo de fotóns constante, polo que é necesario conducir olásercon alta frecuencia de repetición para producir a fonte de luz ultravioleta extrema con alta frecuencia de repetición.

A tecnoloxía de cavidade mellorada de resonancia realiza a xeración de armónicos de alta orde na frecuencia de repetición de MHz
Co fin de obter unha fonte de luz ultravioleta extrema cunha taxa de repetición de ata 60 MHz, o equipo Jones da Universidade de Columbia Británica no Reino Unido realizou unha xeración armónica de alta orde nunha resonancia femtosegunda cavidade (FSEC) para lograr un espectro extremo extremo (fonte de resonancia de tempo de resolución de tempo e aplicalo a tempo de resolución de resolución de tempo de resolución de tempo, Experimentos. A fonte de luz é capaz de ofrecer un fluxo de fotóns de máis de 1011 números de fotóns por segundo cun único armónico a unha taxa de repetición de 60 MHz no rango de enerxía de 8 a 40 eV. Usaron un sistema láser de fibra dopado por Ytterbium como fonte de semente para FSEC e as características de pulso controladas a través dun deseño personalizado do sistema láser para minimizar o ruído de compensación de envolventes (FCEO) do transportista e manter boas características de compresión de pulso ao final da cadea amplificadora. Para conseguir unha mellora de resonancia estable dentro do FSEC, usan tres bucles de control servo para o control de retroalimentación, obtendo unha estabilización activa a dous graos de liberdade: o tempo de ida e volta do ciclismo de pulso dentro do FSEC coincide co período de pulso láser, e o cambio de fase do portador de campo eléctrico con respecto ao envolvente de pulso (IE, o envoltor de portador, iónseo).

Ao usar Krypton Gas como gas de traballo, o equipo de investigación logrou a xeración de armónicos de orde superior na FSEC. Realizaron medicións de TR-Arpes de grafito e observaron a termiación rápida e a posterior recombinación lenta de poboacións de electróns non excitadas térmicamente, así como a dinámica de estados non excitados directamente directamente preto do nivel Fermi por encima de 0,6 eV. Esta fonte de luz proporciona unha ferramenta importante para estudar a estrutura electrónica de materiais complexos. Non obstante, a xeración de armónicos de alta orde na FSEC ten requisitos moi altos para a reflectividade, a compensación de dispersión, o axuste fino da lonxitude da cavidade e o bloqueo de sincronización, o que afectará moito á mellora múltiple da cavidade reforzada coa resonancia. Ao mesmo tempo, a resposta en fase non lineal do plasma no punto focal da cavidade tamén é un reto. Polo tanto, na actualidade, este tipo de fonte de luz non se converteu no ultravioleta extremo principalFonte de luz armónica de alta.