ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลต

ความก้าวหน้าในอัลตราไวโอเลตเทคโนโลยีแหล่งกำเนิดแสง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาแหล่งที่มาฮาร์มอนิกระดับสูงของอัลตราไวโอเลตได้รับความสนใจอย่างมากในด้านการเปลี่ยนแปลงของอิเล็กตรอนเนื่องจากการเชื่อมโยงกันอย่างแรง, ระยะเวลาการเต้นของชีพจรสั้นและพลังงานโฟตอนสูงและถูกนำมาใช้ในการศึกษาสเปกตรัมและการถ่ายภาพต่างๆ ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีสิ่งนี้แหล่งกำเนิดแสงกำลังพัฒนาไปสู่ความถี่การทำซ้ำที่สูงขึ้นฟลักซ์โฟตอนที่สูงขึ้นพลังงานโฟตอนที่สูงขึ้นและความกว้างของพัลส์ที่สั้นลง ความก้าวหน้านี้ไม่เพียง แต่ปรับความละเอียดการวัดของแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง แต่ยังให้ความเป็นไปได้ใหม่สำหรับแนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยีในอนาคต ดังนั้นการศึกษาเชิงลึกและความเข้าใจเกี่ยวกับความถี่การทำซ้ำที่สูงมากแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตที่มีความถี่สูงมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการเรียนรู้และการใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย

สำหรับการวัดสเปกโทรสโกปีของอิเล็กตรอนในช่วงเวลาของ FEMTOSECOND และ ATTOSECOND จำนวนเหตุการณ์ที่วัดได้ในลำแสงเดี่ยวมักจะไม่เพียงพอทำให้แหล่งกำเนิดแสง refrequency ต่ำไม่เพียงพอที่จะได้รับสถิติที่เชื่อถือได้ ในเวลาเดียวกันแหล่งกำเนิดแสงที่มีฟลักซ์โฟตอนต่ำจะช่วยลดอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนของการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ในช่วงเวลาที่ได้รับแสง จำกัด จากการสำรวจและการทดลองอย่างต่อเนื่องนักวิจัยได้ทำการปรับปรุงหลายอย่างในการเพิ่มประสิทธิภาพผลผลิตและการออกแบบการส่งสัญญาณของแสงอัลตราไวโอเลตความถี่สูงซ้ำ ๆ เทคโนโลยีการวิเคราะห์สเปกตรัมขั้นสูงรวมกับแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตความถี่สูงซ้ำ ๆ สูงเพื่อให้ได้การวัดความแม่นยำสูงของโครงสร้างวัสดุและกระบวนการไดนามิกอิเล็กทรอนิกส์

การประยุกต์ใช้แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงเช่นการวัดสเปกโทรสโกปีอิเล็กตรอนที่แก้ไขแล้วเชิงมุม (ARPES) ต้องใช้ลำแสงของแสงอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงเพื่อส่องแสงตัวอย่าง อิเล็กตรอนบนพื้นผิวของตัวอย่างตื่นเต้นกับสถานะต่อเนื่องโดยแสงอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงและพลังงานจลน์และมุมการปล่อยของโฟโตอิเล็กตรอนมีข้อมูลโครงสร้างแถบของตัวอย่าง เครื่องวิเคราะห์อิเล็กตรอนที่มีฟังก์ชั่นความละเอียดมุมจะได้รับโฟโตอิเล็กตรอนที่ได้รับการแผ่รังสีและได้รับโครงสร้างแถบใกล้กับแถบวาเลนซ์ของตัวอย่าง สำหรับแหล่งแสงอัลตราไวโอเลตที่มีความถี่สูงซ้ำ ๆ เนื่องจากพัลส์เดี่ยวมีโฟตอนจำนวนมากมันจะกระตุ้นโฟโตอิเล็กตรอนจำนวนมากบนพื้นผิวตัวอย่างในเวลาอันสั้นและปฏิสัมพันธ์ของคูลอมบ์ เพื่อลดอิทธิพลของเอฟเฟกต์การชาร์จอวกาศจำเป็นต้องลดโฟโตอิเล็กตรอนที่มีอยู่ในแต่ละชีพจรในขณะที่ยังคงฟลักซ์โฟตอนคงที่ดังนั้นจึงจำเป็นต้องขับเคลื่อนเลเซอร์ด้วยความถี่การทำซ้ำสูงเพื่อสร้างแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตที่มีความถี่สูงซ้ำ ๆ

เทคโนโลยีการสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้นของเทคโนโลยีโพรงตระหนักถึงการสร้างฮาร์โมนิกลำดับสูงที่ความถี่การทำซ้ำ MHz
เพื่อให้ได้แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตที่มีอัตราการทำซ้ำสูงถึง 60 MHz ทีมโจนส์ที่มหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียในสหราชอาณาจักรได้ทำการสร้างฮาร์มอนิกในระดับสูง แหล่งกำเนิดแสงมีความสามารถในการส่งโฟตอนฟลักซ์มากกว่า 1,011 โฟตอนต่อวินาทีด้วยฮาร์มอนิกเดียวที่อัตราการทำซ้ำ 60 MHz ในช่วงพลังงาน 8 ถึง 40 eV พวกเขาใช้ระบบเลเซอร์ไฟเบอร์ที่เจือด้วย Ytterbium เป็นแหล่งเมล็ดพันธุ์สำหรับ FSEC และการควบคุมลักษณะของพัลส์ผ่านการออกแบบระบบเลเซอร์ที่กำหนดเองเพื่อลดความถี่ซองจดหมายของผู้ให้บริการ (FCEO) และรักษาลักษณะการบีบอัดชีพจรที่ดี เพื่อให้ได้การเพิ่มประสิทธิภาพการสั่นพ้องที่มั่นคงภายใน FSEC พวกเขาใช้ลูปควบคุมเซอร์โวสามตัวสำหรับการควบคุมความคิดเห็นส่งผลให้เกิดการรักษาเสถียรภาพที่สององศาของอิสระ: เวลาเดินทางไปกลับของพัลส์ปั่นจักรยานภายใน FSEC ตรงกับระยะเวลาพัลส์เลเซอร์

ด้วยการใช้ก๊าซ Krypton เป็นก๊าซที่ทำงานทีมวิจัยได้สร้างฮาร์มอนิกลำดับที่สูงขึ้นใน FSEC พวกเขาทำการวัด TR-arpes ของกราไฟท์และสังเกตความร้อนอย่างรวดเร็วและการรวมตัวกันอย่างช้าๆของประชากรอิเล็กตรอนที่ไม่ตื่นเต้นอย่างไม่ตื่นเต้นเช่นเดียวกับการเปลี่ยนแปลงของสถานะที่ไม่ตื่นเต้นโดยตรงใกล้กับระดับ Fermi สูงกว่า 0.6 eV แหล่งกำเนิดแสงนี้เป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการศึกษาโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตามการสร้างฮาร์มอนิกที่มีลำดับสูงใน FSEC มีข้อกำหนดที่สูงมากสำหรับการสะท้อนแสงการชดเชยการกระจายการปรับความยาวของโพรงและการล็อคการซิงโครไนซ์ซึ่งจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อการเพิ่มประสิทธิภาพของโพรงที่เพิ่มขึ้นเรโซแนนซ์ ในเวลาเดียวกันการตอบสนองระยะไม่เชิงเส้นของพลาสมาที่จุดโฟกัสของโพรงก็เป็นสิ่งที่ท้าทายเช่นกัน ดังนั้นในปัจจุบันแหล่งกำเนิดแสงชนิดนี้ไม่ได้กลายเป็นอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงมากแหล่งกำเนิดแสงฮาร์มอนิกสูง.