極端な紫外線の進歩光源技術
近年、極端な紫外線高調波発生源は、その強い一貫性、短い脈管時間、高光子エネルギーのために、電子ダイナミクスの分野で幅広い注目を集めており、さまざまなスペクトルおよびイメージング研究で使用されています。テクノロジーの進歩により、これ光源より高い繰り返し頻度、より高い光子フラックス、より高い光子エネルギー、およびより短いパルス幅に向けて発達しています。この進歩は、極端な紫外線光源の測定解像度を最適化するだけでなく、将来の技術開発動向に新しい可能性を提供します。したがって、高度な繰り返し頻度の極端な紫外線光源の詳細な研究と理解は、最先端の技術を習得して適用するために非常に重要です。
フェムト秒およびアト秒の時間スケールでの電子分光法測定では、単一のビームで測定されたイベントの数はしばしば不十分であり、信頼できる統計を取得するには低反復光源を不十分にします。同時に、光子フラックスが低い光源は、限られた暴露時間中の顕微鏡画像の信号対雑音比を減らします。継続的な探査と実験を通じて、研究者は、高い繰り返し頻度の極端な紫外線の収量最適化と伝播設計を多くの改善しました。高度な繰り返し周波数の極端な紫外線光源と組み合わせた高度なスペクトル分析技術は、材料構造と電子動的プロセスの高精度測定を実現するために使用されています。
角度分解電子分光法（ARPES）測定などの極端な紫外線光源の用途には、サンプルを照らすために極端な紫外線光のビームが必要です。サンプルの表面の電子は、極端な紫外線によって連続状態に励起され、光電子の運動エネルギーと放射角には、サンプルのバンド構造情報が含まれています。角度分解能関数を備えた電子分析器は、放射された光電子を受け取り、サンプルの価数帯域近くのバンド構造を取得します。繰り返し周波数の極端な紫外線光源の場合、その単一パルスには多数の光子が含まれているため、短時間でサンプル表面に多数の光電子が興奮し、クーロン相互作用は、空間電荷効果と呼ばれる光電子運動エネルギーの分布の深刻な拡大をもたらします。空間電荷効果の影響を減らすには、一定の光子フラックスを維持しながら各パルスに含まれる光電子を減らす必要があるため、駆動する必要があります。レーザ繰り返し頻度が高いため、繰り返し頻度が高い極端な紫外線光源が生成されます。
共鳴強化キャビティテクノロジーは、MHZ繰り返し頻度で高次高調波の生成を実現します
英国のブリティッシュコロンビア大学のジョーンズチームは、最大60 MHzの繰り返し速度を備えた極端な紫外線光源を得るために、フェム秒の共鳴増強キャビティ（FSEC）で高次高調波発生を行い、実用的な極端な超伸展した光源を実現し、電子溶離型の分解物を適用しました。光源は、8〜40 eVのエネルギー範囲で60 MHzの繰り返し速度で単一の調和率で単一の高調波を使用して、1秒あたり1011以上の光子数の光子フラックスを提供することができます。彼らは、Ytterbiumドープ繊維レーザーシステムをFSECの種子源として使用し、カスタマイズされたレーザーシステム設計を介して制御されたパルス特性を使用して、キャリアエンベロープオフセット周波数（FCEO）ノイズを最小限に抑え、アンプチェーンの端で良好なパルス圧縮特性を維持しました。 FSEC内の安定した共鳴強化を実現するために、フィードバック制御に3つのサーボ制御ループを使用して、2つの自由度での積極的な安定化をもたらします。FSEC内のパルスサイクリングの往復時間は、レーザーパルス期間と一致します。
Krypton Gasを作業ガスとして使用することにより、研究チームはFSECで高次高調波の生成を達成しました。彼らは、グラファイトのTR-ARPES測定を実施し、観察され、非熱励起電子集団の迅速な熱気アとその後のゆっくりした組換え、ならびに0.6 eVを超えるフェルミレベル近くの非標準的に直接励起された状態のダイナミクスを実施しました。この光源は、複雑な材料の電子構造を研究するための重要なツールを提供します。ただし、FSECでの高次高調波の生成には、反射率、分散補償、キャビティの長さの微調整、同期ロックの要件が非常に高いため、共鳴強化キャビティの増強倍に大きく影響します。同時に、空洞の焦点でのプラズマの非線形相応答も課題です。したがって、現在、この種の光源は主流の極端な紫外線にはなりません高調波光源.
投稿時間：APR-29-2024