Ekstremal ultramelewşe şöhle çeşmesi tehnologiýasyndaky ösüşler

Ekstremal ultramelewşe şöhlelenmelerdäki öňegidişliklerýagtylyk çeşmesi tehnologiýasy

Soňky ýyllarda ultramelewşe şöhlelenmesiniň ýokary garmoniki çeşmeleri güýçli kogerentligi, gysga impuls dowamlylygy we ýokary foton energiýasy sebäpli elektron dinamikasy ulgamynda giň üns çekdi we dürli spektral we surat barlaglarynda ulanyldy. Tehnologiýanyň ösmegi bilen buýagtylyk çeşmesiýokary gaýtalanma ýygylygyna, ýokary foton akymyna, ýokary foton energiýasyna we gysga impuls giňligine tarap ösýär. Bu öňegidişlik diňe bir ekstremal ultramelewşe şöhle çeşmeleriniň ölçeg çözgüdini optimizirlemän, eýsem geljekki tehnologik ösüş meýilleri üçin täze mümkinçilikleri hem döredýär. Şonuň üçin ýokary gaýtalanma ýygylygyndaky ekstremal ultramelewşe şöhle çeşmesini çuňňur öwrenmek we düşünmek öňdebaryjy tehnologiýany özleşdirmek we ulanmak üçin uly ähmiýete eýedir.

Femtosekund we attosekund wagt ölçeglerinde elektron spektroskopiýa ölçegleri üçin bir şöhlede ölçenen wakalaryň sany köplenç ýeterlik bolmaýar, bu bolsa pes ýygylykly ýagtylyk çeşmelerini ygtybarly statistikany almak üçin ýeterlik däl edýär. Şol bir wagtyň özünde, foton akymy pes bolan ýagtylyk çeşmesi çäkli ekspozisiýa wagtynda mikroskopiki suratlaryň signal-şowhun gatnaşygyny azaldýar. Yzygiderli gözlegler we tejribeler arkaly barlagçylar ýokary gaýtalanýan ýygylykly ekstremal ultramelewşe şöhlesiniň çykym optimizasiýasynda we geçirijilik dizaýnynda köp sanly gowulandyrmalary amala aşyrdylar. Ýokary gaýtalanýan ýygylykly ekstremal ultramelewşe şöhle çeşmesi bilen utgaşdyrylan ösen spektral analiz tehnologiýasy material gurluşynyň we elektron dinamiki prosesiň ýokary takyklykly ölçeglerini gazanmak üçin ulanyldy.

Burçly çözünür elektron spektroskopiýasy (ARPES) ölçegleri ýaly ekstremal ultramelewşe şöhle çeşmeleriniň ulanylyşlary nusgany ýagtylandyrmak üçin ekstremal ultramelewşe şöhle şöhlesini talap edýär. Nusganyň ýüzündäki elektronlar ekstremal ultramelewşe şöhle bilen üznüksiz ýagdaýa çenli gyjyndyrylýar we fotoelektronlaryň kinetik energiýasy we emissiýa burçy nusganyň zolak gurluşy baradaky maglumatlary öz içine alýar. Burç çözünürligi funksiýasy bolan elektron analizator şöhlelenen fotoelektronlary kabul edýär we nusganyň walent zolagyna golaý zolak gurluşyny alýar. Pes gaýtalanýan ýygylykly ekstremal ultramelewşe şöhle çeşmesi üçin, onuň ýeke impulsy köp sanly fotonlary öz içine alýandygy sebäpli, gysga wagtyň içinde nusganyň ýüzünde köp sanly fotoelektronlary gyjyndyrar we Kulon özara täsiri fotoelektron kinetik energiýasynyň paýlanyşynyň ep-esli giňelmegine getirer, bu bolsa giňişlik zarýad effekti diýlip atlandyrylýar. Giňişlik zarýad effektiniň täsirini azaltmak üçin, foton akymyny yzygiderli saklap, her bir impulsda saklanýan fotoelektronlary azaltmak zerurdyr, şonuň üçin ony dolandyrmak zerurdyr.lazerýokary gaýtalanma ýygylygy bilen ekstremal ultramelewşe şöhle çeşmesini öndürmek üçin ýokary gaýtalanma ýygylygy bilen.

Rezonans güýçlendirilen boşluk tehnologiýasy MHz gaýtalanma ýygylygynda ýokary derejeli garmonikalaryň döredilmegini amala aşyrýar
60 MGs-e çenli gaýtalanma tizligi bolan ekstremal ultramelewşe şöhle çeşmesini almak üçin, Beýik Britaniýanyň Britaniýa Kolumbiýa Uniwersitetiniň Jones topary amaly ekstremal ultramelewşe şöhle çeşmesini gazanmak üçin femtosekund rezonans güýçlendirme boşlugynda (fsEC) ýokary derejeli garmonik generasiýany amala aşyrdy we ony wagt boýunça çözülen burçly çözülen elektron spektroskopiýasy (Tr-ARPES) tejribelerine ulandy. Yşyk çeşmesi 8-den 40 eV-e çenli energiýa aralygynda 60 MGs gaýtalanma tizliginde ýekeje garmonik bilen sekuntda 1011-den gowrak foton sany foton akymyny bermäge ukyplydyr. Olar fsEC üçin başlangyç çeşme hökmünde itterbium bilen goşulan süýümli lazer ulgamyny ulandylar we daşaýjy örtük çalşygynyň (fCEO) şowhunyny azaltmak we güýçlendiriji zynjyrynyň ahyrynda gowy impuls basyş häsiýetlerini saklamak üçin özleşdirilen lazer ulgamynyň dizaýny arkaly impuls häsiýetlerini gözegçilikde sakladylar. fsEC-iň içinde durnukly rezonans güýçlendirmesini gazanmak üçin, olar ters pikir dolandyryşy üçin üç serwo dolandyryş halkasyny ulanýarlar, netijede iki erkinlik derejesinde işjeň durnuklaşma gazanylýar: fsEC-iň içinde impuls sikliniň aýlanyş wagty lazer impuls döwrüne we elektrik meýdanynyň daşaýjysynyň impuls örtügine (ýagny, daşaýjy örtügiň fazasyna, ϕCEO) görä faza üýtgemesine gabat gelýär.

Kripton gazyny iş gazy hökmünde ulanmak arkaly ylmy topar fsEC-de ýokary derejeli garmonikalary döretmegi başardy. Olar grafidiň Tr-ARPES ölçeglerini geçirdiler we termiki taýdan gyjyndyrylmadyk elektron populýasiýalarynyň çalt termiasiýasyny we soňraky haýal rekombinasiýasyny, şeýle hem 0,6 eV-den ýokary Fermi derejesine golaý termiki taýdan gönüden-göni gyjyndyrylmadyk ýagdaýlaryň dinamikasyny synladylar. Bu ýagtylyk çeşmesi çylşyrymly materiallaryň elektron gurluşyny öwrenmek üçin möhüm gural bolup hyzmat edýär. Şeýle-de bolsa, fsEC-de ýokary derejeli garmonikalary döretmek üçin şöhlelendirijilik, dispersiýa kompensasiýa, boşlugyň uzynlygynyň inçe sazlanmagy we sinhronizasiýa gulplanmagy üçin örän ýokary talaplar bar, bu bolsa rezonans bilen güýçlendirilen boşlugyň güýçlendirme köplügine uly täsir eder. Şol bir wagtyň özünde, boşlugyň fokus nokadynda plazmanyň çyzykly däl faza jogaby hem kynçylyk döredýär. Şonuň üçin häzirki wagtda bu görnüşli ýagtylyk çeşmesi esasy ekstremal ultramelewşe şöhlesine öwrülmedi.ýokary garmoniki ýagtylyk çeşmesi.