극단적 인 자외선 광원 기술의 발전

극단적 인 자외선의 발전광원 기술

최근에는 극도의 자외선 높은 고조파 공급원이 강한 일관성, 짧은 맥박 지속 시간 및 높은 광자 에너지로 인해 전자 역학 분야에서 큰 관심을 끌었으며 다양한 스펙트럼 및 이미징 연구에 사용되었습니다. 기술의 발전으로 이것광원더 높은 반복 주파수, 더 높은 광자 플럭스, 더 높은 광자 에너지 및 짧은 펄스 폭을 향해 발전하고 있습니다. 이 발전은 극단적 인 자외선 광원의 측정 해상도를 최적화 할뿐만 아니라 미래의 기술 개발 동향을위한 새로운 가능성을 제공합니다. 따라서, 높은 반복 주파수 극심한 자외선 광원에 대한 심층적 인 연구와 이해는 최첨단 기술을 마스터하고 적용하는 데 큰 의미가 있습니다.

펨토초 및 다수 시간 시간 척도에서의 전자 분광법 측정의 경우, 단일 빔에서 측정 된 이벤트의 수는 종종 불충분하므로 신뢰할 수있는 통계를 얻기에 충분하지 않은 낮은 수준의 광원이 불충분합니다. 동시에, 광자 플럭스가 낮은 광원은 제한된 노출 시간 동안 현미경 이미징의 신호 대 잡음비를 감소시킵니다. 지속적인 탐사 및 실험을 통해 연구원들은 높은 반복 주파수 극심한 자외선의 수율 최적화 및 전송 설계를 많은 개선했습니다. 높은 반복 주파수 극한 자외선 광원과 결합 된 고급 스펙트럼 분석 기술은 재료 구조 및 전자 동적 공정의 높은 정밀도 측정을 달성하는 데 사용되었습니다.

각도 분해 된 전자 분광법 (ARPES) 측정과 같은 극단적 인 자외선 광원의 응용은 샘플을 밝히기 위해 극단적 인 자외선의 빔이 필요합니다. 샘플의 표면에있는 전자는 극도의 자외선에 의해 연속 상태에 흥분되며, 광전자의 운동 에너지 및 방출 각은 샘플의 밴드 구조 정보를 포함한다. 각도 분해능 기능을 갖는 전자 분석기는 방사 된 광전자를 수신하고 샘플의 원자가 대역 근처에서 밴드 구조를 얻습니다. 낮은 반복 주파수 극심한 자외선 광원의 경우, 단일 펄스에는 많은 광자가 포함되어 있기 때문에 짧은 시간 내에 샘플 표면의 많은 광전자를 자극하며, 쿨롱 상호 작용은 공간 전하 효과라고 불리는 포토 전자 운동 에너지의 분포를 심각하게 확대 할 것입니다. 우주 전하 효과의 영향을 줄이려면 일정한 광자 플럭스를 유지하면서 각 펄스에 포함 된 광전자를 줄여야하므로원자 램프높은 반복 주파수로 반복 주파수가 높은 극한의 자외선 광원을 생성합니다.

공명 강화 캐비티 기술
최대 60MHz의 반복 속도를 가진 극단적 인 자외선 광원을 얻기 위해 영국의 브리티시 컬럼비아 대학교 (University of British Columbia)의 Jones 팀은 펨토초 공명 향상 캐비티 (FSEC)에서 고차 고조파 생성을 수행하여 실용적인 극단 초 광선 공급원을 달성하고 시간 분해 된 앵글 스펙트럼 (TRO)에 적용했습니다. 광원은 8 내지 40 eV의 에너지 범위에서 60MHz의 반복 속도로 단일 고조파로 초당 1011 이상의 광자 수의 광자 플럭스를 전달할 수 있습니다. 그들은 FSEC의 시드 공급원으로 Ytterbium 도핑 된 섬유 레이저 시스템을 사용하고 맞춤형 레이저 시스템 설계를 통해 제어 된 펄스 특성을 사용하여 캐리어 엔벨로프 오프셋 주파수 (FCEO) 노이즈를 최소화하고 앰프 체인의 끝에서 우수한 펄스 압축 특성을 유지했습니다. FSEC 내에서 안정적인 공명 향상을 달성하기 위해 피드백 제어를 위해 3 개의 서보 제어 루프를 사용하여 2 개의 자유도에서 활성 안정화를 초래합니다. FSEC 내에서 맥박 사이클의 왕복 시간은 레이저 펄스 기간과 펄스 봉투 (IE, 캐리어 외피상, ϕCEO)에 대한 전기장 담당자의 위상 이동과 일치합니다.

크립톤 가스를 작업 가스로 사용함으로써 연구팀은 FSEC에서 고차 고차 고조파 생성을 달성했습니다. 이들은 흑연의 TR- 아르페스 측정을 수행하였고, 0.6 eV 이상의 페르미 수준 근처에서 비 발전 적 직접 여기 상태의 역학뿐만 아니라 비열 적으로 흥분된 전자 집단의 빠른 열화 및 후속 느린 재조합을 관찰 하였다. 이 광원은 복잡한 재료의 전자 구조를 연구하기위한 중요한 도구를 제공합니다. 그러나 FSEC에서 고차 고조파의 생성은 반사율, 분산 보상, 공동 길이의 미세 조정 및 동기화 잠금에 대한 요구 사항이 매우 높으며, 이는 공명 강화 공동의 향상된 배수에 큰 영향을 미칩니다. 동시에, 공동의 초점에서 혈장의 비선형 상 반응도 도전이다. 따라서 현재, 이런 종류의 광원은 주류 극단 자외선이되지 않았습니다.높은 고조파 광원.