Maendeleo katika teknolojia ya chanzo cha mwanga mkali wa urujuanimno

Maendeleo katika mionzi ya ultraviolet kaliteknolojia ya chanzo cha mwanga

Katika miaka ya hivi karibuni, vyanzo vya harmonic vyenye mwanga mkali wa urujuani vimevutia umakini mkubwa katika uwanja wa mienendo ya elektroni kutokana na mshikamano wao mkubwa, muda mfupi wa mapigo na nishati ya juu ya fotoni, na vimetumika katika tafiti mbalimbali za spectral na taswira. Kwa maendeleo ya teknolojia, hiichanzo cha mwangainaendelea kuelekea masafa ya juu ya marudio, mtiririko mkubwa wa fotoni, nishati ya juu ya fotoni na upana mfupi wa mapigo. Maendeleo haya hayaboresha tu azimio la upimaji wa vyanzo vya mwanga mkali wa urujuanimno, lakini pia hutoa uwezekano mpya kwa mitindo ya maendeleo ya kiteknolojia ya siku zijazo. Kwa hivyo, utafiti wa kina na uelewa wa chanzo cha mwanga mkali wa urujuanimno wa urujuanimno wa masafa ya juu ni muhimu sana kwa ujuzi na utumiaji wa teknolojia ya kisasa.

Kwa vipimo vya spektroskopia ya elektroni kwenye mizani ya muda ya femtosecond na attosecond, idadi ya matukio yaliyopimwa katika boriti moja mara nyingi haitoshi, na kufanya vyanzo vya mwanga vya marudio ya chini kutotosha kupata takwimu za kuaminika. Wakati huo huo, chanzo cha mwanga chenye mtiririko mdogo wa fotoni kitapunguza uwiano wa ishara-kwa-kelele wa upigaji picha wa hadubini wakati wa muda mdogo wa mfiduo. Kupitia uchunguzi na majaribio endelevu, watafiti wamefanya maboresho mengi katika uboreshaji wa mavuno na muundo wa upitishaji wa mwanga wa ultraviolet uliokithiri wa marudio ya juu. Teknolojia ya uchambuzi wa spectral iliyoendelea pamoja na chanzo cha mwanga wa ultraviolet uliokithiri wa marudio ya juu imetumika kufikia kipimo cha usahihi wa juu cha muundo wa nyenzo na mchakato wa nguvu wa kielektroniki.

Matumizi ya vyanzo vya mwanga wa ultraviolet uliokithiri, kama vile vipimo vya elektroni zilizotatuliwa kwa pembe (ARPES), yanahitaji mwanga wa ultraviolet uliokithiri ili kuangazia sampuli. Elektroni zilizo juu ya uso wa sampuli husisimka hadi hali inayoendelea na mwanga wa ultraviolet uliokithiri, na nishati ya kinetiki na utoaji Pembe ya elektroni za foto zina taarifa za muundo wa bendi ya sampuli. Kichambuzi cha elektroni chenye kitendakazi cha azimio la Angle hupokea elektroni za foto zilizoangaziwa na kupata muundo wa bendi karibu na bendi ya valensi ya sampuli. Kwa chanzo cha mwanga wa ultraviolet uliokithiri wa masafa ya chini, kwa sababu mapigo yake moja yana idadi kubwa ya fotoni, itasisimua idadi kubwa ya elektroni za foto kwenye uso wa sampuli kwa muda mfupi, na mwingiliano wa Coulomb utaleta upanuzi mkubwa wa usambazaji wa nishati ya kinetiki ya fotoelektroni, ambayo huitwa athari ya chaji ya nafasi. Ili kupunguza ushawishi wa athari ya chaji ya nafasi, ni muhimu kupunguza elektroni za foto zilizomo katika kila mapigo huku ukidumisha mtiririko wa fotoni unaoendelea, kwa hivyo ni muhimu kuendeshalezayenye masafa ya juu ya marudio ili kutoa chanzo kikubwa cha mwanga wa urujuanimno chenye masafa ya juu ya marudio.

Teknolojia ya uwazi iliyoimarishwa na mwangwi hufanikisha uzalishaji wa harmoniki za mpangilio wa juu katika masafa ya marudio ya MHz
Ili kupata chanzo cha mwanga mkali wa urujuanimno chenye kiwango cha marudio cha hadi 60 MHz, timu ya Jones katika Chuo Kikuu cha British Columbia nchini Uingereza ilifanya uzalishaji wa harmoniki wa hali ya juu katika kaviti ya uimarishaji wa mwangwi wa femtosecond (fsEC) ili kufikia chanzo cha mwanga mkali wa urujuanimno chenye vitendo na kukitumia kwenye majaribio ya spektroskopia ya elektroni iliyotatuliwa kwa angular (Tr-ARPES) iliyotatuliwa kwa wakati. Chanzo cha mwanga kina uwezo wa kutoa mtiririko wa fotoni wa zaidi ya nambari 1011 za fotoni kwa sekunde na harmoniki moja kwa kiwango cha marudio cha 60 MHz katika kiwango cha nishati cha 8 hadi 40 eV. Walitumia mfumo wa leza ya nyuzinyuzi uliochanganywa na ytterbium kama chanzo cha mbegu kwa fsEC, na kudhibiti sifa za mapigo kupitia muundo wa mfumo wa leza uliobinafsishwa ili kupunguza kelele ya masafa ya kukabiliana na bahasha ya kubeba (fCEO) na kudumisha sifa nzuri za mgandamizo wa mapigo mwishoni mwa mnyororo wa amplifier. Ili kufikia uimarishaji thabiti wa mwangwi ndani ya fsEC, hutumia vitanzi vitatu vya udhibiti wa servo kwa udhibiti wa maoni, na kusababisha utulivu hai katika digrii mbili za uhuru: muda wa safari ya kwenda na kurudi wa mzunguko wa mapigo ndani ya fsEC unalingana na kipindi cha mapigo ya leza, na mabadiliko ya awamu ya kibeba umeme kuhusiana na bahasha ya mapigo (yaani, awamu ya bahasha ya kibebaji, ϕCEO).

Kwa kutumia gesi ya krypton kama gesi inayofanya kazi, timu ya utafiti ilifanikisha uzalishaji wa harmoniki za mpangilio wa juu katika fsEC. Walifanya vipimo vya grafiti vya Tr-ARPES na waliona upimaji wa haraka wa joto na uunganishaji wa polepole wa idadi ya elektroni zisizo na msisimko wa joto, pamoja na mienendo ya hali zisizo na msisimko wa moja kwa moja wa joto karibu na kiwango cha Fermi juu ya 0.6 eV. Chanzo hiki cha mwanga hutoa zana muhimu ya kusoma muundo wa kielektroniki wa vifaa tata. Hata hivyo, uzalishaji wa harmoniki za mpangilio wa juu katika fsEC una mahitaji ya juu sana ya kuakisi, fidia ya utawanyiko, marekebisho madogo ya urefu wa cavity na kufunga kwa ulandanishi, ambayo itaathiri sana wingi wa uboreshaji wa cavity iliyoimarishwa na mwangwi. Wakati huo huo, mwitikio wa awamu isiyo ya mstari wa plasma katika sehemu ya msingi ya cavity pia ni changamoto. Kwa hivyo, kwa sasa, aina hii ya chanzo cha mwanga haijawa ultraviolet kuu iliyokithiri.chanzo cha mwanga chenye harmonic nyingi.