Awọn ilọsiwaju ni imọ-ẹrọ orisun ina ultraviolet to gaju

Awọn ilọsiwaju ninu ultraviolet ti o pọjuina orisun ọna ẹrọ

Ni awọn ọdun aipẹ, awọn orisun irẹpọ giga ultraviolet giga ti ṣe ifamọra akiyesi jakejado ni aaye ti awọn agbara elekitironi nitori isọdọkan to lagbara, iye akoko pulse kukuru ati agbara photon giga, ati pe wọn ti lo ni ọpọlọpọ awọn iwoye ati awọn ijinlẹ aworan. Pẹlu ilọsiwaju ti imọ-ẹrọ, eyiina orisunn dagba si ọna igbohunsafẹfẹ atunwi giga, ṣiṣan photon ti o ga, agbara fotonu ti o ga ati iwọn pulse kukuru. Ilọsiwaju yii kii ṣe iṣapeye ipinnu wiwọn ti awọn orisun ina ultraviolet pupọ, ṣugbọn tun pese awọn aye tuntun fun awọn aṣa idagbasoke imọ-ẹrọ iwaju. Nitorinaa, iwadii inu-jinlẹ ati oye ti igbohunsafẹfẹ atunwi giga ti orisun ina ultraviolet ti o ga julọ jẹ pataki nla fun ṣiṣe iṣakoso ati lilo imọ-ẹrọ gige-eti.

Fun awọn wiwọn spectroscopy elekitironi lori femtosecond ati awọn iwọn akoko attosecond, nọmba awọn iṣẹlẹ ti a ṣewọn ni tan ina kan nigbagbogbo ko to, ṣiṣe awọn orisun ina igbohunsafẹfẹ kekere ko to lati gba awọn iṣiro igbẹkẹle. Ni akoko kanna, orisun ina pẹlu ṣiṣan photon kekere yoo dinku ipin ifihan-si-ariwo ti aworan airi ni akoko ifihan to lopin. Nipasẹ iṣawari lilọsiwaju ati awọn adanwo, awọn oniwadi ti ṣe ọpọlọpọ awọn ilọsiwaju ninu iṣapeye ikore ati apẹrẹ gbigbe ti igbohunsafẹfẹ atunwi giga ina ultraviolet to gaju. Imọ-ẹrọ itupalẹ iwoye ti ilọsiwaju ni idapo pẹlu igbohunsafẹfẹ atunwi giga ti iwọn ina ultraviolet ti a ti lo lati ṣaṣeyọri wiwọn konge giga ti eto ohun elo ati ilana imudara itanna.

Awọn ohun elo ti awọn orisun ina ultraviolet to gaju, gẹgẹbi awọn wiwọn elekitironi spectroscopy ti a pinnu angula (ARPES), nilo ina ina ultraviolet to gaju lati tan imọlẹ ayẹwo naa. Awọn elekitironi ti o wa lori dada ti apẹẹrẹ naa ni itara si ipo ti nlọ lọwọ nipasẹ ina ultraviolet to gaju, ati agbara kainetik ati Igun itujade ti awọn fọtoelectrons ni alaye igbekalẹ ẹgbẹ ti apẹẹrẹ naa. Oluyanju elekitironi pẹlu iṣẹ ipinnu igun gba awọn photoelectrons ti o tan ati gba ọna ẹgbẹ ẹgbẹ nitosi ẹgbẹ valence ti apẹẹrẹ. Fun igbohunsafẹfẹ atunwi kekere iwọn ina ultraviolet, nitori pe pulse ẹyọkan rẹ ni nọmba nla ti awọn fọto, yoo ṣe itara nọmba nla ti awọn fọtoelectrons lori dada ayẹwo ni igba diẹ, ati ibaraenisepo Coulomb yoo mu ilọsiwaju nla ti pinpin kaakiri. ti agbara kainetik photoelectron, eyiti a pe ni ipa idiyele aaye. Lati dinku ipa ti ipa idiyele aaye, o jẹ dandan lati dinku awọn photoelectrons ti o wa ninu pulse kọọkan lakoko mimu ṣiṣan photon nigbagbogbo, nitorinaa o jẹ dandan lati wakọlesapẹlu igbohunsafẹfẹ atunwi giga lati gbejade orisun ina ultraviolet pupọ pẹlu igbohunsafẹfẹ atunwi giga.

Imudara imọ-ẹrọ iho ti Resonance mọ iran ti awọn ibaramu aṣẹ giga ni igbohunsafẹfẹ atunwi MHz
Lati le gba orisun ina ultraviolet ti o ga pupọ pẹlu iwọn atunwi ti o to 60 MHz, ẹgbẹ Jones ni Ile-ẹkọ giga ti Ilu Gẹẹsi ti Ilu Gẹẹsi ni Ilu Gẹẹsi ṣe iran irẹpọ aṣẹ giga ni iho imudara imudara femtosecond (fsEC) lati ṣaṣeyọri ilowo kan. orisun ina ultraviolet to gaju ati lo si awọn adanwo elekitironi spectroscopy ti o yanju akoko-ipinnu. Orisun ina ni agbara lati jiṣẹ ṣiṣan photon diẹ sii ju awọn nọmba photon 1011 fun iṣẹju kan pẹlu irẹpọ kan ni iwọn atunwi ti 60 MHz ni iwọn agbara ti 8 si 40 eV. Wọn lo eto laser fiber ytterbium-doped bi orisun irugbin fun fsEC, ati awọn abuda pulse iṣakoso nipasẹ apẹrẹ eto laser ti adani lati dinku igbohunsafẹfẹ aiṣedeede apoowe ti ngbe (fCEO) ati ṣetọju awọn abuda titẹ pulse to dara ni opin pq ampilifaya. Lati ṣaṣeyọri imudara isọdọtun iduroṣinṣin laarin fsEC, wọn lo awọn losiwajulosehin iṣakoso servo mẹta fun iṣakoso esi, Abajade ni iduroṣinṣin ti nṣiṣe lọwọ ni awọn iwọn meji ti ominira: akoko irin-ajo yika ti gigun kẹkẹ pulse laarin fsEC baamu akoko pulse laser, ati iyipada alakoso. ti agbẹru aaye ina pẹlu ọwọ si apoowe pulse (ie, alakoso apoowe ti ngbe, ϕCEO).

Nipa lilo gaasi krypton bi gaasi ti n ṣiṣẹ, ẹgbẹ iwadii ṣaṣeyọri iran ti awọn harmonics ti o ga julọ ni fsEC. Wọn ṣe awọn wiwọn Tr-ARPES ti graphite ati ṣe akiyesi isunmi iyara ati isọdọtun ti o lọra ti awọn olugbe elekitironi ti ko ni itara gbona, ati awọn agbara ti awọn ipinlẹ itara ti kii gbona taara nitosi ipele Fermi loke 0.6 eV. Orisun ina yii n pese ohun elo pataki fun kikọ ẹkọ eto itanna ti awọn ohun elo eka. Bibẹẹkọ, iran ti awọn harmonics aṣẹ giga ni fsEC ni awọn ibeere giga pupọ fun ifarabalẹ, isanpada pipinka, atunṣe to dara ti gigun iho ati titiipa amuṣiṣẹpọ, eyiti yoo ni ipa pupọ ni ilọsiwaju pupọ ti iho imudara resonance. Ni akoko kanna, idahun alakoso ti kii ṣe deede ti pilasima ni aaye ifojusi ti iho naa tun jẹ ipenija. Nitorinaa, ni lọwọlọwọ, iru orisun ina ko ti di ultraviolet ti o ga julọga harmonic ina orisun.