Пешравӣ дар ултрабунафш шадидтехнологияи манбаи нур
Дар солҳои охир, манбаъҳои гармоникии баланди ултрабунафш бо сабаби ҳамоҳангии қавӣ, давомнокии кӯтоҳи набз ва энергияи баланди фотонҳо дар соҳаи динамикаи электронӣ таваҷҷӯҳи васеъро ҷалб карда, дар таҳқиқоти гуногуни спектралӣ ва тасвирӣ истифода мешаванд.Бо пешрафти техника инманбаи нурба сӯи басомади баландтари такрор, ҷараёни баланди фотон, энергияи баландтари фотон ва паҳнои кӯтоҳтари набз инкишоф меёбад.Ин пешравӣ на танҳо ҳалли андозагирии манбаъҳои нури ултрабунафшро оптимизатсия мекунад, балки барои тамоюлҳои ояндаи рушди технологӣ имкониятҳои нав фароҳам меорад.Аз ин рӯ, омӯзиши амиқ ва дарки басомади баланди такрории манбаи нури шадиди ултрабунафш барои аз худ кардан ва татбиқи технологияи пешқадам аҳамияти калон дорад.
Барои андозагирии спектроскопияи электронӣ дар миқёси вақти фемтосекунд ва аттосекунд, шумораи ҳодисаҳои дар як чӯбро ченшуда аксар вақт нокифоя буда, манбаи нури басомади пастро барои ба даст овардани омори боэътимод нокифоя месозад.Ҳамзамон, манбаи рӯшноӣ бо ҷараёни ками фотон таносуби сигнал ба садои тасвири микроскопиро дар вақти маҳдуди таъсир коҳиш медиҳад.Тавассути ҷустуҷӯ ва таҷрибаҳои пайваста, муҳаққиқон дар оптимизатсияи ҳосилнокӣ ва тарҳрезии интиқоли нурҳои шадиди ултрабунафш басомади баланд такмил доданд.Технологияи пешрафтаи таҳлили спектралӣ дар якҷоягӣ бо басомади баланди такрории манбаи нури ултрабунафш барои ноил шудан ба ченкунии дақиқи баланди сохтори моддӣ ва раванди электронии динамикӣ истифода шудааст.
Истифодаи манбаҳои нури шадиди ултрабунафш, аз қабили ченакҳои спектроскопияи электронии кунҷӣ (ARPES) барои равшан кардани намуна чӯби нури аз ҳад зиёди ултрабунафшро талаб мекунад.Электронҳо дар рӯи намуна аз нури шадиди ултрабунафш ба ҳолати муттасил ҳаяҷон меоянд ва энергияи кинетикӣ ва кунҷи партобҳои фотоэлектронҳо дорои маълумоти сохтори бандҳои намуна мебошанд.Анализатори электронӣ бо функсияи ҳалкунандаи кунҷ фотоэлектронҳои радиатсияшударо қабул мекунад ва сохтори бандро дар наздикии банди валентии намуна ба даст меорад.Барои басомади пасти такрории манбаи нури шадиди ултрабунафш, азбаски набзи ягонаи он миқдори зиёди фотонҳоро дар бар мегирад, он дар як муддати кӯтоҳ шумораи зиёди фотоэлектронҳоро дар сатҳи намуна ба ҳаяҷон меорад ва таъсири мутақобилаи Кулон ба васеъшавии ҷиддии тақсимот оварда мерасонад. энергияи кинетикии фотоэлектрон, ки онро эффекти заряди фазой меноманд.Барои кам кардани таъсири заряди фазоӣ, фотоэлектронҳои дар ҳар як импулс мавҷудбударо ҳангоми нигоҳ доштани ҷараёни доимии фотонҳо кам кардан лозим аст, аз ин рӯ, ба ҳаракат даровардан лозим аст.лазербо басомади баланди такрорӣ барои тавлиди манбаи нури ултрабунафш бо басомади такрории баланд.
Технологияи мукаммали резонанси кавита тавлиди гармоникаи баландро дар басомади такрории МГс амалӣ мекунад
Барои ба даст овардани як манбаи нури шадиди ултрабунафш бо суръати такрори то 60 МГс, дастаи Ҷонс дар Донишгоҳи Колумбияи Британияи Кабир тавлиди гармоникии баландро дар холигоҳи тақвияти резонанси фемтосония (fsEC) барои ноил шудан ба ҳадафи амалӣ анҷом дод. манбаи нури шадиди ултрабунафш ва онро ба таҷрибаҳои спектроскопияи электронии кунҷии ҳалшуда (Tr-ARPES) истифода бурд.Манбаи рӯшноӣ қодир аст, ки ҷараёни фотонҳои зиёда аз 1011 адади фотон дар як сонияро бо як гармоникаи ягона бо суръати такрори 60 МГс дар доираи энергияи аз 8 то 40 эВ интиқол диҳад.Онҳо системаи лазерии нахи итербиумро ҳамчун манбаи тухмӣ барои fsEC истифода бурданд ва хусусиятҳои набзи назоратшавандаро тавассути тарҳи фармоишии системаи лазерӣ барои кам кардани садои басомади лифофаи интиқолдиҳанда (fCEO) ва нигоҳ доштани хусусиятҳои хуби фишурдани набз дар охири занҷири пурқувват истифода бурданд.Барои ноил шудан ба таҳкими устувори резонансӣ дар дохили fsEC, онҳо се ҳалқаи идоракунии серворо барои назорати бозгашт истифода мебаранд, ки дар натиҷа ба эътидоли фаъол дар ду дараҷаи озодӣ оварда мерасонад: вақти гардиши гардиши набз дар дохили fsEC ба давраи набзи лазерӣ ва тағирёбии фаза мувофиқат мекунад. барандаи майдони электрикӣ нисбат ба лифофаи импулс (яъне, марҳилаи конверти интиқолдиҳанда, ϕCEO).
Бо истифода аз гази криптон ҳамчун гази корӣ, гурӯҳи тадқиқотӣ ба тавлиди гармоникаи баландтар дар fsEC ноил шуд.Онҳо Tr-ARPES ченкунии графитро анҷом дода, термиатсияи босуръат ва баъдан рекомбинатсияи сусти популятсияҳои электронии аз ҷиҳати ҳароратӣ ҳаяҷондошта, инчунин динамикаи ҳолати ғайритермикӣ бевосита ба ҳаяҷономадаро дар наздикии сатҳи Ферми аз 0,6 эВ зиёд мушоҳида карданд.Ин манбаи нур барои омухтани сохти электронии материалхои мураккаб воситаи мухим медихад.Бо вуҷуди ин, тавлиди гармоникаи баландтар дар fsEC дорои талаботи хеле баланд барои инъикос, ҷуброни дисперсия, танзими хуби дарозии холӣ ва қулфи синхронизатсия мебошад, ки ба такмилдиҳии сершумори холигии резонанси мукаммалшуда таъсири калон мерасонад.Дар баробари ин, аксуламали фазавии ғайрихаттии плазма дар нуқтаи марказии холигоҳ низ мушкил аст.Аз ин рӯ, дар айни замон, ин гуна манбаи нур ба ултрабунафши шадид табдил наёфтаастманбаи нури гармоникии баланд.
Вақти фиристодан: апрел-29-2024