แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตความถี่สูง

แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตความถี่สูง

เทคนิคหลังการบีบอัดที่รวมกับฟิลด์สองสีจะสร้างแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตที่มีฟลักซ์สูง
สำหรับการใช้งาน Tr-ARPES การลดความยาวคลื่นของแสงขับและเพิ่มความน่าจะเป็นของการแตกตัวของก๊าซเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการสร้างฟลักซ์สูงและฮาร์มอนิกลำดับสูง ในกระบวนการสร้างฮาร์มอนิกลำดับสูงด้วยความถี่การวนซ้ำสูงแบบผ่านครั้งเดียว วิธีการเพิ่มความถี่เป็นสองเท่าหรือสามเท่าถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตฮาร์มอนิกลำดับสูง ด้วยความช่วยเหลือของการบีบอัดหลังพัลส์ ทำให้การบรรลุความหนาแน่นกำลังสูงสุดที่จำเป็นสำหรับการสร้างฮาร์มอนิกลำดับสูงทำได้ง่ายขึ้นโดยใช้แสงขับพัลส์ที่สั้นกว่า ดังนั้นจึงสามารถให้ประสิทธิภาพการผลิตสูงกว่าการใช้พัลส์ไดรฟ์ที่ยาวกว่า

โมโนโครเมเตอร์แบบตะแกรงคู่ช่วยชดเชยการเอียงไปข้างหน้าของพัลส์
การใช้องค์ประกอบการเลี้ยวเบนเดี่ยวในเครื่องโมโนโครเมเตอร์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงออปติคอลเส้นทางแสงในแนวรัศมีของลำแสงพัลส์สั้นพิเศษ หรือที่เรียกว่าพัลส์เอียงไปข้างหน้า ส่งผลให้เกิดการยืดเวลา ความแตกต่างของเวลาทั้งหมดสำหรับจุดเลี้ยวเบนที่มีความยาวคลื่นเลี้ยวเบน λ ที่ลำดับการเลี้ยวเบน m คือ Nmλ โดยที่ N คือจำนวนเส้นเกรตติงที่ส่องสว่างทั้งหมด การเพิ่มองค์ประกอบการเลี้ยวเบนที่สองทำให้สามารถคืนค่าหน้าพัลส์ที่เอียงได้ และสามารถสร้างโมโนโครเมเตอร์พร้อมการชดเชยการหน่วงเวลาได้ และด้วยการปรับเส้นทางแสงระหว่างส่วนประกอบโมโนโครเมเตอร์ทั้งสอง สามารถปรับแต่งตัวสร้างพัลส์เกรตติงเพื่อชดเชยการกระจายตัวโดยธรรมชาติของรังสีฮาร์มอนิกอันดับสูงได้อย่างแม่นยำ โดยใช้การออกแบบการชดเชยการหน่วงเวลา ลุชชินีและคณะได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการสร้างและจำแนกลักษณะพัลส์อัลตราไวโอเลตแบบโมโนโครเมติกสุดขั้วที่สั้นพิเศษที่มีความกว้างพัลส์ 5 fs
ทีมวิจัย Csizmadia ที่ศูนย์วิจัย ELE-Alps ในศูนย์วิจัยแสงสุดขั้วแห่งยุโรป ประสบความสำเร็จในการปรับสเปกตรัมและพัลส์ของแสงอัลตราไวโอเลตสุดขั้ว โดยใช้โมโนโครเมเตอร์ชดเชยการหน่วงเวลาแบบกริดคู่ในแนวลำแสงฮาร์มอนิกลำดับสูงที่มีความถี่การทำซ้ำสูง พวกเขาสร้างฮาร์มอนิกลำดับสูงโดยใช้ไดรฟ์เลเซอร์ด้วยอัตราการทำซ้ำ 100 kHz และให้ความกว้างพัลส์อัลตราไวโอเลตสูงสุด 4 fs งานวิจัยนี้เปิดโอกาสใหม่ๆ สำหรับการทดลองแบบกำหนดเวลาในการตรวจจับ ณ สถานที่จริงในโรงงาน ELI-ALPS

แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตความถี่สูงแบบซ้ำซ้อนถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการศึกษาพลศาสตร์อิเล็กตรอน และแสดงให้เห็นถึงโอกาสการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในสาขาสเปกโทรสโกปีแบบแอตโตวินาทีและการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ ด้วยความก้าวหน้าและนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตความถี่สูงแบบซ้ำซ้อนแหล่งกำเนิดแสงกำลังก้าวหน้าไปในทิศทางของความถี่การทำซ้ำที่สูงขึ้น ฟลักซ์โฟตอนที่สูงขึ้น พลังงานโฟตอนที่สูงขึ้น และความกว้างพัลส์ที่สั้นลง ในอนาคต การวิจัยอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตความถี่สูงแบบการทำซ้ำจะส่งเสริมการประยุกต์ใช้ในสาขาพลศาสตร์อิเล็กทรอนิกส์และงานวิจัยอื่นๆ ต่อไป ในขณะเดียวกัน เทคโนโลยีการปรับให้เหมาะสมและการควบคุมแหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตความถี่สูงแบบการทำซ้ำ และการประยุกต์ในเทคนิคการทดลอง เช่น สเปกโทรสโกปีโฟโตอิเล็กตรอนแบบความละเอียดเชิงมุม ก็จะเป็นเป้าหมายของการวิจัยในอนาคตเช่นกัน นอกจากนี้ คาดว่าจะมีการศึกษา พัฒนา และประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสเปกโทรสโกปีการดูดกลืนชั่วคราวแบบแอตโตวินาทีแบบเวลาแยกส่วน (time-ressolved attosecond transient absorption spectroscopy) และเทคโนโลยีการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบเรียลไทม์ที่ใช้แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตความถี่สูงแบบการทำซ้ำ เพื่อให้ได้การถ่ายภาพแบบแอตโตวินาทีที่มีความแม่นยำสูงและความละเอียดระดับนาโนสเปซแยกส่วน (time-ressolved attosecond time-ressolved) ในอนาคต