Өтө ультрафиолет нурларындагы жетишкендиктержарык булагы технологиясы
Акыркы жылдары өтө ультрафиолет нурларынын жогорку гармоникалык булактары күчтүү когеренттүүлүгү, кыска импульс узактыгы жана жогорку фотон энергиясынан улам электрондук динамикасы жаатында кеңири көңүл бурууга ээ болуп, ар кандай спектрдик жана сүрөткө тартуу изилдөөлөрүндө колдонулуп келет. Технологиянын өнүгүшү менен булжарык булагыжогорку кайталоо жыштыгына, жогорку фотон агымына, жогорку фотон энергиясына жана кыска импульс туурасына карай өнүгүп жатат. Бул жетишкендик экстремалдык ультрафиолет нур булактарынын өлчөө чечилишин оптималдаштырып гана тим болбостон, келечектеги технологиялык өнүгүү тенденциялары үчүн жаңы мүмкүнчүлүктөрдү берет. Ошондуктан, жогорку кайталоо жыштыгындагы экстремалдык ультрафиолет нур булагын терең изилдөө жана түшүнүү алдыңкы технологияларды өздөштүрүү жана колдонуу үчүн чоң мааниге ээ.
Фемтосекунддук жана аттосекунддук убакыт шкалалары боюнча электрондук спектроскопиялык өлчөөлөр үчүн бир нурда өлчөнгөн окуялардын саны көп учурда жетишсиз болуп, төмөнкү кайталануучу жыштыктагы жарык булактары ишенимдүү статистиканы алуу үчүн жетишсиз болуп калат. Ошол эле учурда, фотон агымы төмөн жарык булагы чектелген экспозиция убактысында микроскопиялык сүрөткө тартуунун сигнал-ызы-чуу катышын азайтат. Үзгүлтүксүз изилдөө жана эксперименттер аркылуу изилдөөчүлөр жогорку кайталануучу жыштыктагы экстремалдык ультрафиолет нурунун чыгышын оптималдаштыруу жана өткөрүү дизайнында көптөгөн жакшыртууларды киргизишти. Жогорку кайталануучу жыштыктагы экстремалдык ультрафиолет нур булагынын айкалышындагы өнүккөн спектрдик анализ технологиясы материалдын түзүлүшүн жана электрондук динамикалык процессти жогорку тактыкта өлчөөгө жетишүү үчүн колдонулган.
Бурчтуу чечилген электрондук спектроскопия (ARPES) өлчөөлөрү сыяктуу экстремалдык ультрафиолет жарык булактарын колдонуу үлгүнү жарыктандыруу үчүн экстремалдык ультрафиолет нурун талап кылат. Үлгүнүн бетиндеги электрондор экстремалдык ультрафиолет нуру менен үзгүлтүксүз абалга чейин дүүлүктүрүлөт, ал эми фотоэлектрондордун кинетикалык энергиясы жана эмиссия бурчу үлгүнүн тилке түзүлүшү жөнүндө маалыматты камтыйт. Бурчтуу чечилиш функциясы бар электрондук анализатор нурланган фотоэлектрондорду кабыл алат жана үлгүнүн валенттик тилкесине жакын тилке түзүлүшүн алат. Төмөн кайталоо жыштыгындагы экстремалдык ультрафиолет жарык булагы үчүн, анын бир импульсу көп сандагы фотондорду камтыгандыктан, ал кыска убакыттын ичинде үлгүнүн бетинде көп сандагы фотоэлектрондорду дүүлүктүрөт жана Кулон өз ара аракеттешүүсү фотоэлектрондордун кинетикалык энергиясынын бөлүштүрүлүшүн олуттуу кеңейтет, ал мейкиндик зарядынын эффектиси деп аталат. Мейкиндик зарядынын эффектинин таасирин азайтуу үчүн, фотон агымынын туруктуулугун сактоо менен ар бир импульста камтылган фотоэлектрондорду азайтуу керек, андыктан аны башкаруу керек.лазержогорку кайталоо жыштыгы менен экстремалдык ультрафиолет нур булагын өндүрүү үчүн жогорку кайталоо жыштыгы менен.
Резонанстык күчөтүлгөн көңдөй технологиясы МГц кайталоо жыштыгында жогорку тартиптеги гармоникаларды түзүүнү ишке ашырат
60 МГц чейинки кайталоо жыштыгы менен экстремалдык ультрафиолет жарык булагын алуу үчүн, Улуу Британиядагы Британ Колумбиясы университетинин Джонс командасы практикалык экстремалдык ультрафиолет жарык булагын алуу үчүн фемтосекунддук резонанстык күчөтүү көңдөйүндө (fsEC) жогорку тартиптеги гармоникалык генерацияны жүргүзүп, аны убакыт менен чечилген бурчтук чечилген электрондук спектроскопия (Tr-ARPES) эксперименттерине колдонушкан. Жарык булагы 8ден 40 эВге чейинки энергия диапазонунда 60 МГц кайталоо жыштыгында бир гармоника менен секундасына 1011ден ашык фотон санынын фотон агымын жеткирүүгө жөндөмдүү. Алар fsEC үчүн баштапкы булак катары иттербий менен легирленген була лазер системасын колдонушкан жана алып жүрүүчү конверттин офсет жыштыгынын (fCEO) ызы-чуусун минималдаштыруу жана күчөткүч чынжырынын аягында жакшы импульстук кысуу мүнөздөмөлөрүн сактоо үчүн ылайыкташтырылган лазер системасынын дизайны аркылуу импульстук мүнөздөмөлөрдү көзөмөлдөшкөн. fsEC ичинде туруктуу резонанстык күчөтүүгө жетүү үчүн, алар кайтарым байланышты башкаруу үчүн үч серво башкаруу циклин колдонушат, натыйжада эки эркиндик даражасында активдүү турукташууга жетишилет: fsEC ичиндеги импульс циклинин айлануу убактысы лазердик импульс мезгилине жана электр талаасынын алып жүрүүчүсүнүн импульстук кабыкка карата фазалык жылышына дал келет (б.а., алып жүрүүчү кабык фазасы, ϕCEO).
Криптон газын жумушчу газ катары колдонуу менен, изилдөө тобу fsECде жогорку тартиптеги гармоникаларды түзүүгө жетишти. Алар графиттин Tr-ARPES өлчөөлөрүн жүргүзүп, термикалык жактан козголбогон электрондук популяциялардын тез термиациясын жана андан кийинки жай рекомбинациясын, ошондой эле 0,6 эВ жогору Ферми деңгээлине жакын жерде термикалык жактан түздөн-түз козголбогон абалдардын динамикасын байкашкан. Бул жарык булагы татаал материалдардын электрондук түзүлүшүн изилдөө үчүн маанилүү куралды камсыз кылат. Бирок, fsECте жогорку тартиптеги гармоникаларды түзүү чагылдыруу, дисперсияны компенсациялоо, көңдөйдүн узундугун так жөнгө салуу жана синхрондоштурууну кулпулоо үчүн өтө жогорку талаптарды коёт, бул резонанс менен күчөтүлгөн көңдөйдүн күчөтүлгөн эсесине чоң таасир этет. Ошол эле учурда, көңдөйдүн фокустук чекитиндеги плазманын сызыктуу эмес фазалык реакциясы да кыйынчылык жаратат. Ошондуктан, азыркы учурда бул жарык булагы негизги экстремалдык ультрафиолет нуруна айланган жок.жогорку гармоникалык жарык булагы.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 29-апрели