Хэт ягаан туяаны дэвшилгэрлийн эх үүсвэрийн технологи
Сүүлийн жилүүдэд хэт ягаан туяаны өндөр гармоник эх үүсвэрүүд нь хүчтэй уялдаа холбоо, богино импульсийн үргэлжлэх хугацаа, өндөр фотоны энерги зэргээс шалтгаалан электрон динамикийн салбарт олны анхаарлыг татаж, янз бүрийн спектрийн болон дүрслэлийн судалгаанд ашиглагдаж байна.Техник технологи хөгжихийн хэрээр энэгэрлийн эх үүсвэрилүү их давталтын давтамж, илүү их фотоны урсгал, илүү их фотоны энерги, богино импульсийн өргөн рүү хөгжиж байна.Энэхүү дэвшил нь хэт ягаан туяаны эх үүсвэрийн хэмжилтийн нарийвчлалыг оновчтой болгоод зогсохгүй цаашдын технологийн хөгжлийн чиг хандлагыг тодорхойлох шинэ боломжуудыг бий болгож байна.Тиймээс өндөр давталтын давтамжтай хэт ягаан туяаны эх үүсвэрийг гүнзгий судалж, ойлгох нь хамгийн сүүлийн үеийн технологийг эзэмшиж, хэрэглэхэд чухал ач холбогдолтой юм.
Фемтосекунд ба аттосекунд цагийн хуваарь дээрх электрон спектроскопийн хэмжилтийн хувьд нэг цацрагт хэмжсэн үйл явдлын тоо ихэвчлэн хангалтгүй байдаг тул бага давтамжийн гэрлийн эх үүсвэрүүд найдвартай статистик мэдээлэл авахад хангалтгүй байдаг.Үүний зэрэгцээ фотоны урсгал багатай гэрлийн эх үүсвэр нь хязгаарлагдмал өртөх хугацаанд микроскопийн дүрслэлд дохио-шуугианы харьцааг бууруулдаг.Тасралтгүй хайгуул, туршилтын үр дүнд судлаачид өндөр давталтын давтамжтай хэт ягаан туяаны гарцыг оновчтой болгох, дамжуулах загварт олон сайжруулалт хийсэн.Спектрийн шинжилгээний дэвшилтэт технологийг өндөр давталтын давтамжтай хэт ягаан туяаны эх үүсвэртэй хослуулан материалын бүтэц, электрон динамик процессыг өндөр нарийвчлалтай хэмжихэд ашигласан.
Хэт ягаан туяаны гэрлийн эх үүсвэрийн хэрэглээ, тухайлбал өнцгийн шийдэгдсэн электрон спектроскопи (ARPES) хэмжилт нь дээжийг гэрэлтүүлэхийн тулд хэт ягаан туяаны цацрагийг шаарддаг.Дээжний гадаргуу дээрх электронууд нь хэт ягаан туяаны нөлөөгөөр тасралтгүй төлөв рүү өдөөгддөг бөгөөд фотоэлектронуудын кинетик энерги болон ялгаралтын өнцөг нь дээжийн зурвасын бүтцийн мэдээллийг агуулдаг.Өнцгийн нарийвчлалын функцтэй электрон анализатор нь цацрагийн фотоэлектронуудыг хүлээн авч, дээжийн валентын зурвасын ойролцоох зурвасын бүтцийг олж авдаг.Бага давталтын давтамжтай хэт ягаан туяаны эх үүсвэрийн хувьд түүний нэг импульс нь олон тооны фотон агуулдаг тул богино хугацаанд дээжийн гадаргуу дээр олон тооны фотоэлектронуудыг өдөөж, Кулоны харилцан үйлчлэл нь тархалтыг ноцтойгоор өргөжүүлнэ. сансрын цэнэгийн эффект гэж нэрлэгддэг фотоэлектроны кинетик энерги.Сансрын цэнэгийн нөлөөллийг багасгахын тулд тогтмол фотоны урсгалыг хадгалахын зэрэгцээ импульс бүрт агуулагдах фотоэлектроныг багасгах шаардлагатай байдаг туллазердавталтын давтамж өндөртэй хэт ягаан туяаны гэрлийн эх үүсвэрийг бий болгох.
Резонансын сайжруулсан хөндий технологи нь MHz давталтын давтамжтайгаар өндөр дарааллын гармоник үүсгэх боломжийг олгодог
60 МГц хүртэлх давтамжтай хэт ягаан туяаны гэрлийн эх үүсвэрийг олж авахын тулд Их Британийн Бритиш Колумбын их сургуулийн Жонс багийнхан фемтосекундын резонансын сайжруулалтын хөндийд (fsEC) өндөр дарааллын гармоник үүсгэх ажлыг хийж, практик үр дүнд хүрсэн. хэт ягаан туяаны эх үүсвэр бөгөөд үүнийг цаг хугацааны шийдлийн өнцгийн шийдэгдсэн электрон спектроскопи (Tr-ARPES) туршилтуудад ашигласан.Гэрлийн эх үүсвэр нь 8-аас 40 эВ-ийн энергийн мужид 60 МГц-ийн давталтын хурдтай нэг гармониктай секундэд 1011 фотоны тооноос илүү фотоны урсгалыг дамжуулах чадвартай.Тэд итербиум агуулсан шилэн лазер системийг fsEC-ийн үрийн эх үүсвэр болгон ашиглаж, зөөвөрлөгчийн дугтуйны офсет давтамж (fCEO) дуу чимээг багасгаж, өсгөгчийн гинжин хэлхээний төгсгөлд импульсийн шахалтын сайн шинж чанарыг хадгалахын тулд тохируулсан лазерын системийн дизайнаар импульсийн шинж чанарыг удирдаж байсан.fsEC дотор тогтвортой резонансын сайжруулалтыг бий болгохын тулд тэд санал хүсэлтийг хянахын тулд гурван серво хяналтын гогцоог ашигладаг бөгөөд үүний үр дүнд хоёр градусын эрх чөлөөнд идэвхтэй тогтворждог: fsEC доторх импульсийн эргэлтийн эргэлтийн хугацаа нь лазерын импульсийн хугацаатай тохирч, фазын шилжилт. импульсийн дугтуйтай холбоотой цахилгаан талбайн тээвэрлэгчийн (өөрөөр хэлбэл, зөөгч дугтуйны үе шат, ϕCEO).
Судалгааны баг криптон хийг ажлын хий болгон ашигласнаар fsEC-д дээд эрэмбийн гармоникуудыг бий болгож чадсан.Тэд бал чулуунд Tr-ARPES хэмжилт хийж, дулааны бус өдөөгдөх электрон популяциуд хурдан халж, дараа нь удаашралтай рекомбинацийг ажиглаж, мөн 0.6 эВ-ээс дээш Ферми түвшний ойролцоо дулааны бус шууд өдөөгдсөн төлөвийн динамикийг ажигласан.Энэхүү гэрлийн эх үүсвэр нь нарийн төвөгтэй материалын электрон бүтцийг судлах чухал хэрэгсэл юм.Гэсэн хэдий ч fsEC-д өндөр дарааллын гармоник үүсгэх нь тусгал, тархалтын нөхөн олговор, хөндийн уртын нарийн тохируулга, синхрончлолын түгжээ зэрэгт маш өндөр шаардлага тавьдаг бөгөөд энэ нь резонансын сайжруулсан хөндийг сайжруулахад ихээхэн нөлөөлнө.Үүний зэрэгцээ хөндийн фокусын цэг дэх плазмын шугаман бус фазын хариу үйлдэл нь бас бэрхшээлтэй байдаг.Тиймээс одоогийн байдлаар энэ төрлийн гэрлийн эх үүсвэр нь хэт ягаан туяа болж чадаагүй байнаөндөр гармоник гэрлийн эх үүсвэр.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 4-р сарын 29