Maendeleo katika ultraviolet kaliteknolojia ya chanzo cha mwanga
Katika miaka ya hivi karibuni, vyanzo vya hali ya juu vya ultraviolet vilivyokithiri vimevutia umakini mkubwa katika uwanja wa mienendo ya elektroni kwa sababu ya mshikamano wao wa nguvu, muda mfupi wa mapigo na nishati ya juu ya fotoni, na zimetumika katika masomo anuwai ya taswira na taswira. Pamoja na maendeleo ya teknolojia, hiichanzo cha mwangainakua kuelekea marudio ya juu zaidi, flux ya juu ya fotoni, nishati ya juu ya fotoni na upana mfupi wa mapigo. Mapema haya sio tu yanaboresha azimio la kipimo la vyanzo vya mwanga vya urujuanimno kali, lakini pia hutoa uwezekano mpya wa mwelekeo wa maendeleo ya teknolojia ya siku zijazo. Kwa hiyo, utafiti wa kina na uelewa wa chanzo cha mwanga wa urujuanimno uliokithiri wa marudio ya marudio ya juu ni wa umuhimu mkubwa kwa ujuzi na kutumia teknolojia ya kisasa.
Kwa vipimo vya spectroscopy ya elektroni kwenye mizani ya muda wa femtosecond na attosecond, idadi ya matukio yanayopimwa katika boriti moja mara nyingi haitoshi, na hivyo kufanya vyanzo vya mwanga vya marejeleo ya chini kutosheleza kupata takwimu za kuaminika. Wakati huo huo, chanzo cha mwanga chenye mtiririko wa chini wa fotoni kitapunguza uwiano wa mawimbi kati ya mawimbi kati ya mawimbi hadubini wakati wa muda mfupi wa kukaribia aliyeambukizwa. Kupitia uchunguzi na majaribio endelevu, watafiti wamefanya maboresho mengi katika uboreshaji wa mavuno na muundo wa upitishaji wa marudio ya juu ya nuru ya urujuanimno uliokithiri. Teknolojia ya hali ya juu ya uchanganuzi wa taswira pamoja na chanzo cha nuru ya urujuani yenye marudio ya juu ya marudio imetumika kufikia upimaji wa usahihi wa juu wa muundo wa nyenzo na mchakato wa nguvu wa kielektroniki.
Utumiaji wa vyanzo vya mwanga wa urujuanimno uliokithiri, kama vile vipimo vya elektroni iliyosuluhishwa kwa angular (ARPES), huhitaji mwaliko wa mwanga wa urujuanimno mwingi ili kuangazia sampuli. Elektroni zilizo kwenye uso wa sampuli husisimka kwa hali inayoendelea na mwanga wa urujuanimno uliokithiri, na Angle ya nishati ya kinetic na utoaji wa Pembe ya elektroni za picha zina maelezo ya muundo wa bendi ya sampuli. Kichanganuzi cha elektroni chenye kipengele cha azimio cha Angle hupokea elektroni zilizoangaziwa na kupata muundo wa bendi karibu na bendi ya valence ya sampuli. Kwa chanzo cha nuru ya urujuani iliyokithiri ya marudio ya chini, kwa sababu mpigo wake mmoja una idadi kubwa ya fotoni, itasisimua idadi kubwa ya elektroni kwenye uso wa sampuli kwa muda mfupi, na mwingiliano wa Coulomb utaleta upanuzi mkubwa wa usambazaji. nishati ya kinetic ya photoelectron, ambayo inaitwa athari ya malipo ya nafasi. Ili kupunguza ushawishi wa athari ya malipo ya nafasi, inahitajika kupunguza elektroni zilizomo kwenye kila pigo wakati wa kudumisha flux ya mara kwa mara ya photon, kwa hivyo ni muhimu kuendeshalezana marudio ya juu ya kurudia ili kutoa chanzo cha mwanga cha ultraviolet uliokithiri na marudio ya juu ya kurudia.
Teknolojia ya cavity iliyoimarishwa ya resonance inatambua uundaji wa sauti za hali ya juu kwa marudio ya MHz
Ili kupata chanzo cha mwanga wa urujuanimno uliokithiri chenye kasi ya marudio ya hadi 60 MHz, timu ya Jones katika Chuo Kikuu cha British Columbia nchini Uingereza ilifanya uzalishaji wa hali ya juu wa hali ya juu katika patio la uboreshaji wa sauti ya kike ya pili (fsEC) ili kufikia ufanisi wa vitendo. chanzo cha mwanga wa urujuanimno uliokithiri na kuutumia kwa majaribio ya kipeperushi ya elektroni (Tr-ARPES) yaliyotatuliwa kwa wakati. Chanzo cha mwanga kina uwezo wa kutoa flux ya photon ya zaidi ya nambari za fotoni 1011 kwa sekunde na harmonic moja kwa kiwango cha kurudia cha 60 MHz katika safu ya nishati ya 8 hadi 40 eV. Walitumia mfumo wa leza ya nyuzinyuzi ya ytterbium-doped kama chanzo cha mbegu kwa fsEC, na kudhibiti sifa za mapigo kupitia muundo wa mfumo wa leza uliobinafsishwa ili kupunguza kelele ya mtoa huduma wa kukabiliana na mzunguko (fCEO) na kudumisha sifa nzuri za mgandamizo wa mapigo mwishoni mwa mnyororo wa amplifier. Ili kufikia uimarishaji thabiti wa mlio ndani ya fsEC, hutumia vitanzi vitatu vya udhibiti wa servo kwa udhibiti wa maoni, na kusababisha uthabiti amilifu katika viwango viwili vya uhuru: muda wa safari ya kwenda na kurudi wa mzunguko wa mapigo ndani ya fsEC unalingana na kipindi cha mapigo ya laser, na mabadiliko ya awamu. ya carrier wa shamba la umeme kwa heshima na bahasha ya pigo (yaani, awamu ya bahasha ya carrier, ϕCEO).
Kwa kutumia gesi ya kryptoni kama gesi inayofanya kazi, timu ya utafiti ilifanikisha uzalishaji wa hali ya hali ya juu katika fsEC. Walifanya vipimo vya Tr-ARPES vya grafiti na kuona upunguzaji joto wa haraka na ujumuishaji wa polepole uliofuata wa idadi ya elektroni zisizo na msisimko wa joto, pamoja na mienendo ya majimbo yasiyo ya msisimko wa moja kwa moja karibu na kiwango cha Fermi zaidi ya 0.6 eV. Chanzo hiki cha mwanga hutoa chombo muhimu cha kujifunza muundo wa elektroniki wa vifaa vya ngumu. Hata hivyo, uundaji wa uelewano wa hali ya juu katika fsEC una mahitaji ya juu sana ya kuakisi, fidia ya mtawanyiko, urekebishaji mzuri wa urefu wa kaviti na kufungwa kwa ulandanishi, ambayo itaathiri sana uboreshaji wa nyingi za cavity iliyoimarishwa ya resonance. Wakati huo huo, majibu ya awamu isiyo ya mstari ya plasma kwenye eneo la msingi la cavity pia ni changamoto. Kwa hiyo, kwa sasa, aina hii ya chanzo cha mwanga haijawa ultraviolet kali ya kawaidachanzo cha mwanga cha juu cha harmonic.
Muda wa kutuma: Apr-29-2024