Экстремаль ультрафиолет нурланышындагы алгарышяктылык чыганагы технологиясе
Соңгы елларда, көчле когерентлыгы, кыска импульс озынлыгы һәм югары фотон энергиясе аркасында, электрон динамикасы өлкәсендә киң игътибар җәлеп итә торган экстремаль ультрафиолет югары гармоник чыганаклар төрле спектраль һәм сурәтләү тикшеренүләрендә кулланыла. Технологияләр алга киткән саен, буяктылык чыганагыюгарырак кабатлау ешлыгы, югарырак фотон агымы, югарырак фотон энергиясе һәм кыскарак импульс киңлеге юнәлешендә үсеш ала. Бу алгарыш экстремаль ультрафиолет яктылык чыганакларының үлчәү чишелешен оптимальләштереп кенә калмый, ә киләчәктәге технологик үсеш тенденцияләре өчен яңа мөмкинлекләр дә бирә. Шуңа күрә югары кабатлау ешлыгы булган экстремаль ультрафиолет яктылык чыганагын тирәнтен өйрәнү һәм аңлау алдынгы технологияләрне үзләштерү һәм куллану өчен зур әһәмияткә ия.
Фемтосекунд һәм аттосекунд вакыт шкалаларында электрон спектроскопия үлчәүләре өчен, бер нурда үлчәнгән вакыйгалар саны еш кына җитәрлек түгел, бу түбән ешлыклы яктылык чыганакларын ышанычлы статистика алу өчен җитәрлек итми. Шул ук вакытта, фотон агымы түбән булган яктылык чыганагы чикләнгән экспозиция вакыты вакытында микроскопик сурәтләүнең сигнал-шау нисбәтен киметәчәк. Даими тикшеренүләр һәм экспериментлар аша тикшеренүчеләр югары кабатлану ешлыгындагы экстремаль ультрафиолет яктылыкның чыгышын оптимальләштерү һәм тапшыру дизайнында күп яхшыртулар ясадылар. Югары кабатлану ешлыгындагы экстремаль ультрафиолет яктылык чыганагы белән берлектә алдынгы спектр анализы технологиясе материал структурасын һәм электрон динамик процессны югары төгәллек белән үлчәүгә ирешү өчен кулланылды.
Почмаклы чишелешле электрон спектроскопиясе (ARPES) үлчәүләре кебек экстремаль ультрафиолет яктылык чыганакларын куллану өчен үрнәкне яктырту өчен экстремаль ультрафиолет яктылык нуры кирәк. Үрнәк өслегендәге электроннар экстремаль ультрафиолет яктылык белән өзлексез халәткә күтәрелә, һәм фотоэлектроннарның кинетик энергиясе һәм эмиссия почмагы үрнәкнең полоса структурасы турында мәгълүматны үз эченә ала. Почмак чишелеш функциясе булган электрон анализатор нурланган фотоэлектроннарны кабул итә һәм үрнәкнең валентлык полосасы янындагы полоса структурасын ала. Түбән кабатлану ешлыгындагы экстремаль ультрафиолет яктылык чыганагы өчен, аның бер импульсы күп санлы фотоннарны үз эченә алганлыктан, ул кыска вакыт эчендә үрнәк өслегендә күп санлы фотоэлектроннарны кузгатачак, һәм Кулон үзара тәэсире фотоэлектрон кинетик энергиясе таралуын җитди киңәйтәчәк, бу киңлек заряды эффекты дип атала. Киңлек заряды эффектының йогынтысын киметү өчен, даими фотон агымын саклап калып, һәр импульста булган фотоэлектроннарны киметергә кирәк, шуңа күрә аны этәрү кирәк.лазерюгары кабатлау ешлыгы белән экстремаль ультрафиолет яктылык чыганагын булдыру өчен.
Резонанслы көчәйтелгән куышлык технологиясе МГц кабатлау ешлыгында югары тәртип гармоникаларын генерацияләүне гамәлгә ашыра.
60 МГц кадәр кабатлану ешлыгы белән экстремаль ультрафиолет яктылык чыганагын алу өчен, Бөекбританиядәге Британия Колумбиясе Университетындагы Джонс командасы практик экстремаль ультрафиолет яктылык чыганагына ирешү өчен фемтосекунд резонансын көчәйтү куышлыгында (fsEC) югары тәртипле гармоник генерация үткәрде һәм аны вакыт белән чишелешле почмаклы чишелешле электрон спектроскопиясе (Tr-ARPES) экспериментларында кулланды. Яктылык чыганагы 8 дән 40 эВ га кадәр энергия диапазонында 60 МГц кабатлану ешлыгында бер гармоник белән секундына 1011 фотон саныннан артык фотон агымын бирә ала. Алар fsEC өчен башлангыч чыганак буларак иттербий белән кушылган җепсел лазер системасын кулландылар һәм ташучы тышлык офсет ешлыгы (fCEO) шау-шуын минимальләштерү һәм көчәйткеч чылбыры ахырында яхшы импульс кысу үзенчәлекләрен саклап калу өчен махсус лазер системасы дизайны аша импульс үзенчәлекләрен контрольдә тоттылар. fsEC эчендә тотрыклы резонанс көчәйтүенә ирешү өчен, алар кире элемтә белән идарә итү өчен өч серво контроль циклын кулланалар, нәтиҗәдә ике иреклелек дәрәҗәсендә актив тотрыклылык барлыкка килә: fsEC эчендә импульс циклының әйләнеп кайту вакыты лазер импульс чорына, ә электр кыры йөртүчесенең импульс тышчасына карата фаза күчеше (ягъни, йөртүче тышча фазасы, ϕCEO).
Криптон газын эш газы буларак кулланып, тикшеренү төркеме fsEC'та югарырак дәрәҗәдәге гармоникалар генерацияләүгә иреште. Алар графитның Tr-ARPES үлчәүләрен үткәрделәр һәм термик кузгалмаган электрон популяцияләренең тиз термиациясен һәм аннан соң әкрен рекомбинациясен, шулай ук 0,6 эВ'тан югары Ферми дәрәҗәсенә якын термик булмаган турыдан-туры кузгалмаган халәтләр динамикасын күзәттеләр. Бу яктылык чыганагы катлаулы материалларның электрон структурасын өйрәнү өчен мөһим корал булып тора. Ләкин, fsEC'та югары дәрәҗәдәге гармоникалар генерацияләү чагылышлылыкка, дисперсия компенсациясенә, куышлык озынлыгын нечкә көйләүгә һәм синхронлаштыруны блоклауга бик югары таләпләр куя, бу резонанс белән көчәйтелгән куышлыкның көчәйтү күплегенә зур йогынты ясаячак. Шул ук вакытта, куышлыкның фокус ноктасында плазманың сызыклы булмаган фаза җавабы да авырлык тудыра. Шуңа күрә, хәзерге вакытта бу төр яктылык чыганагы төп экстремаль ультрафиолет нурланышына әйләнмәде.югары гармоник яктылык чыганагы.
Бастырып чыгару вакыты: 2024 елның 29 апреле