Напредък в екстремната ултравиолетова технология на източника на светлина

Напредък в екстремния ултравиолетТехнология на светлинен източник

През последните години екстремните ултравиолетови високи хармонични източници привличат широко внимание в областта на електронната динамика поради силната си съгласуваност, късата продължителност на импулса и високата енергия на фотон и се използват в различни спектрални и образни изследвания. С развитието на технологиите товаИзточник на светлинасе развива към по -висока честота на повторение, по -висок фотонен поток, по -висока енергия на фотона и по -къса ширина на импулса. Този аванс не само оптимизира разрешаването на измерването на екстремни ултравиолетови източници на светлина, но също така предоставя нови възможности за бъдещи тенденции за технологично развитие. Следователно, задълбоченото проучване и разбирането на екстремната ултравиолетова светлина с висока честота на повторение е от голямо значение за овладяване и прилагане на авангардна технология.

За измерванията на електронната спектроскопия върху времевите мащаби на фемтосекунда и атосекунда, броят на събитията, измерени в един лъч, често е недостатъчен, което прави източниците на ниска за честота на светлината недостатъчен за получаване на надеждна статистика. В същото време източникът на светлина с нисък фотонен поток ще намали съотношението сигнал / шум на микроскопични изображения по време на ограниченото време на експозиция. Чрез непрекъснато проучване и експерименти изследователите направиха много подобрения в оптимизацията на добива и дизайна на предаването на екстремна ултравиолетова светлина с висока честота на повторение. Технологията за усъвършенстван спектрален анализ, комбинирана с високата честота на повторение, екстремна ултравиолетова светлина източник на светлина е използвана за постигане на високо прецизно измерване на структурата на материала и електронния динамичен процес.

Приложенията на екстремни ултравиолетови източници на светлина, като измерване на ъглова разрешена електронна спектроскопия (ARPES), изискват лъч от екстремна ултравиолетова светлина, за да осветят пробата. Електроните на повърхността на пробата се вълнуват до непрекъснатото състояние от екстремната ултравиолетова светлина, а ъгълът на кинетичната енергия и емисиите на фотоелектроните съдържат информацията за структурата на лентата на пробата. Електронният анализатор с функция за разделителна способност на ъгъла получава излъчваните фотоелектрони и получава структурата на лентата в близост до валентната лента на пробата. За ниска честота на повторение екстремен източник на ултравиолетова светлина, тъй като единичният му импулс съдържа голям брой фотони, той ще развълнува голям брой фотоелектрони на повърхността на пробата за кратко време, а взаимодействието на Кулом ще доведе до сериозно разширяване на разпределението на кинетичната енергия на фотоелектрон, което се нарича ефект на зареждане на пространството. За да се намали влиянието на ефекта на космическия заряд, е необходимо да се намалят фотоелектроните, съдържащи се във всеки импулс, като се поддържат постоянния фотонен поток, така че е необходимо да се управляваЛазерс висока честота на повторение за производство на екстремен ултравиолетов източник на светлина с висока честота на повторение.

Технологията за подобрена кухина на резонанс осъзнава генерирането на хармоници от висок ред при честота на повторение на MHz
За да се получи екстремен ултравиолетов източник на светлина със скорост на повторение до 60 MHz, екипът на Джоунс в Университета на Британска Колумбия в Обединеното кралство извърши хармонично генериране от висок ред в резонанс на резонанс на фемтосекунда (FSEC) за постигане на практичен екстенна ултравиолетовия източник на светлина (FSEC) за постигане на практичен екстремен ултравоскопи експерименти. Източникът на светлина е в състояние да достави фотонен поток от повече от 1011 числа на фотона в секунда с една хармоника при скорост на повторение от 60 MHz в енергийния диапазон от 8 до 40 eV. Те използваха лазерна система, легирана с иттербий, като източник на семена за FSEC и контролирани характеристики на импулсите чрез персонализиран дизайн на лазерна система, за да сведат до минимум честотата на компенсиране на обвивката (FCEO) и поддържат добри характеристики на компресия на импулса в края на веригата на усилвателя. За да постигнат стабилно повишаване на резонанса в рамките на FSEC, те използват три серво контролни контури за контрол на обратната връзка, което води до активна стабилизиране на две градуса на свобода: времето за кръгло пътуване на пулсовото колоездене в рамките на FSEC съответства на лазерния импулсен период и фазовото изместване на електрическия полев носител по отношение на импулсния обрасъл (т.е., носещ фазов фаза, по отношение на импулсния импулсен период и фазовото изместване на електрическия полев носител по отношение на импулсния обрасъл (т.е., носещ фаза на носещата фаза, по отношение на импулсния импулсен период и фазовото изместване на електрическия полев носител по отношение на импулсния изпадане на импулсния труд).

Използвайки Krypton Gas като работен газ, изследователският екип постигна генерирането на хармоници от по-висок ред във FSEC. Те извършиха TR-ARPES измервания на графит и наблюдаваха бързо термиация и последваща бавна рекомбинация на нетерално възбудени електронни популации, както и динамиката на нетермално директно възбудени състояния близо до нивото на Ферми над 0,6 eV. Този източник на светлина предоставя важен инструмент за изучаване на електронната структура на сложните материали. Въпреки това, генерирането на хармоници от висок ред във FSEC има много високи изисквания за отразяваща способност, компенсация на дисперсията, фино регулиране на дължината на кухината и заключването на синхронизация, което ще повлияе значително на подобряването, множество на резонансната кухина. В същото време нелинейният фазов отговор на плазмата във фокусната точка на кухината също е предизвикателство. Следователно в момента този вид източник на светлина не се е превърнал в основния екстремен ултравиолетовВисока хармоничен източник на светлина.