แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตความถี่สูง

แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตความถี่สูง

เทคนิคการบีบอัดภายหลังร่วมกับสนามแสงสองสี ทำให้เกิดแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตความเข้มสูง
สำหรับการใช้งาน Tr-ARPES การลดความยาวคลื่นของแสงขับเคลื่อนและการเพิ่มโอกาสในการแตกตัวเป็นไอออนของก๊าซเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการสร้างฟลักซ์สูงและฮาร์โมนิกส์ลำดับสูง ในกระบวนการสร้างฮาร์โมนิกส์ลำดับสูงด้วยความถี่การทำซ้ำสูงแบบผ่านครั้งเดียว โดยพื้นฐานแล้วจะใช้วิธีการเพิ่มความถี่เป็นสองเท่าหรือสามเท่าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตฮาร์โมนิกส์ลำดับสูง ด้วยความช่วยเหลือของการบีบอัดพัลส์ภายหลัง จะทำให้บรรลุความหนาแน่นของกำลังสูงสุดที่จำเป็นสำหรับการสร้างฮาร์โมนิกส์ลำดับสูงได้ง่ายขึ้นโดยใช้แสงขับเคลื่อนพัลส์ที่สั้นกว่า ดังนั้นจึงสามารถได้ประสิทธิภาพการผลิตที่สูงกว่าการใช้พัลส์ขับเคลื่อนที่ยาวกว่า

โมโนโครมาเตอร์แบบตะแกรงคู่ช่วยชดเชยการเอียงไปข้างหน้าของพัลส์
การใช้ตัวแยกแสงเพียงตัวเดียวในเครื่องแยกแสงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในออปติคอลการเอียงเส้นทางในแนวรัศมีในลำแสงของพัลส์อัลตร้าชอร์ต หรือที่เรียกว่าการเอียงพัลส์ไปข้างหน้า ส่งผลให้เกิดการยืดเวลา ความแตกต่างของเวลาทั้งหมดสำหรับจุดเลี้ยวเบนที่มีความยาวคลื่นเลี้ยวเบน λ ที่ลำดับการเลี้ยวเบน m คือ Nmλ โดยที่ N คือจำนวนเส้นตะแกรงที่ส่องสว่างทั้งหมด การเพิ่มองค์ประกอบเลี้ยวเบนที่สองจะช่วยคืนค่าหน้าพัลส์ที่เอียง และสามารถสร้างโมโนโครมาเตอร์ที่มีการชดเชยความล่าช้าของเวลาได้ และโดยการปรับเส้นทางแสงระหว่างส่วนประกอบโมโนโครมาเตอร์ทั้งสอง ตัวสร้างรูปร่างพัลส์ตะแกรงสามารถปรับแต่งเพื่อชดเชยการกระจายตัวโดยธรรมชาติของรังสีฮาร์มอนิกอันดับสูงได้อย่างแม่นยำ การใช้การออกแบบการชดเชยความล่าช้าของเวลา Lucchini และคณะได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการสร้างและกำหนดลักษณะของพัลส์อัลตราไวโอเลตแบบโมโนโครมาติกอัลตร้าชอร์ตที่มีความกว้างพัลส์ 5 fs
ทีมวิจัย Csizmadia ที่ศูนย์ ELE-Alps ใน European Extreme Light Facility ประสบความสำเร็จในการปรับสเปกตรัมและพัลส์ของแสงอัลตราไวโอเลตแบบสุดขั้ว โดยใช้โมโนโครมาเตอร์แบบชดเชยเวลาหน่วงที่มีตะแกรงคู่ ในลำแสงฮาร์มอนิกส์ลำดับสูงที่มีความถี่การทำซ้ำสูง พวกเขาสร้างฮาร์มอนิกส์ลำดับสูงขึ้นโดยใช้ตัวขับเลเซอร์ด้วยอัตราการทำซ้ำ 100 kHz และได้ความกว้างของพัลส์อัลตราไวโอเลตสูงถึง 4 fs งานวิจัยนี้เปิดโอกาสใหม่สำหรับการทดลองแบบวัดเวลาและการตรวจจับในสถานที่จริงภายในสิ่งอำนวยความสะดวก ELI-ALPS

แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตความถี่สูงที่มีความถี่การทำซ้ำสูงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษาพลศาสตร์ของอิเล็กตรอน และแสดงให้เห็นถึงโอกาสในการประยุกต์ใช้ที่กว้างขวางในด้านสเปกโทรสโกปีระดับแอตโตวินาทีและการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ ด้วยความก้าวหน้าและนวัตกรรมอย่างต่อเนื่องของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตความถี่สูงที่มีความถี่การทำซ้ำสูงจึงมีความสำคัญมากขึ้นแหล่งกำเนิดแสงความก้าวหน้ากำลังมุ่งไปในทิศทางของความถี่การทำซ้ำที่สูงขึ้น ฟลักซ์โฟตอนที่สูงขึ้น พลังงานโฟตอนที่สูงขึ้น และความกว้างของพัลส์ที่สั้นลง ในอนาคต การวิจัยอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตแบบความถี่การทำซ้ำสูงจะส่งเสริมการประยุกต์ใช้ในด้านพลศาสตร์อิเล็กทรอนิกส์และสาขาการวิจัยอื่นๆ มากยิ่งขึ้น ในขณะเดียวกัน เทคโนโลยีการปรับปรุงและควบคุมแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตแบบความถี่การทำซ้ำสูงและการประยุกต์ใช้ในเทคนิคการทดลอง เช่น สเปกโทรสโกปีโฟโตอิเล็กตรอนความละเอียดเชิงมุม ก็จะเป็นจุดสนใจของการวิจัยในอนาคตเช่นกัน นอกจากนี้ เทคโนโลยีสเปกโทรสโกปีการดูดกลืนแสงแบบชั่วคราวระดับแอตโตวินาทีที่วัดได้แบบเรียลไทม์ และเทคโนโลยีการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบเรียลไทม์โดยใช้แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตแบบความถี่การทำซ้ำสูง ก็คาดว่าจะได้รับการศึกษา พัฒนา และประยุกต์ใช้เพิ่มเติม เพื่อให้ได้การถ่ายภาพที่มีความแม่นยำสูงระดับแอตโตวินาทีและระดับนาโนในอนาคต