తీవ్ర అతినీలలోహిత కాంతి వనరుల సాంకేతికతలో పురోగతి

అతినీలలోహిత వికిరణంలో పురోగతికాంతి వనరుల సాంకేతికత

ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, తీవ్రమైన అతినీలలోహిత అధిక హార్మోనిక్ వనరులు వాటి బలమైన పొందిక, తక్కువ పల్స్ వ్యవధి మరియు అధిక ఫోటాన్ శక్తి కారణంగా ఎలక్ట్రాన్ డైనమిక్స్ రంగంలో విస్తృత దృష్టిని ఆకర్షించాయి మరియు వివిధ వర్ణపట మరియు ఇమేజింగ్ అధ్యయనాలలో ఉపయోగించబడుతున్నాయి. సాంకేతిక పరిజ్ఞానం అభివృద్ధితో, ఇదికాంతి మూలంఅధిక పునరావృత పౌనఃపున్యం, అధిక ఫోటాన్ ప్రవాహం, అధిక ఫోటాన్ శక్తి మరియు తక్కువ పల్స్ వెడల్పు వైపు అభివృద్ధి చెందుతోంది. ఈ పురోగతి తీవ్రమైన అతినీలలోహిత కాంతి వనరుల కొలత రిజల్యూషన్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడమే కాకుండా, భవిష్యత్ సాంకేతిక అభివృద్ధి ధోరణులకు కొత్త అవకాశాలను కూడా అందిస్తుంది. అందువల్ల, అధిక పునరావృత పౌనఃపున్య తీవ్ర అతినీలలోహిత కాంతి వనరు యొక్క లోతైన అధ్యయనం మరియు అవగాహన అత్యాధునిక సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని మాస్టరింగ్ చేయడానికి మరియు వర్తింపజేయడానికి చాలా ముఖ్యమైనది.

ఫెమ్టోసెకండ్ మరియు అటోసెకండ్ సమయ ప్రమాణాలపై ఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ కొలతలకు, ఒకే పుంజంలో కొలిచిన సంఘటనల సంఖ్య తరచుగా సరిపోదు, తక్కువ రిఫ్రీక్వెన్సీ కాంతి వనరులు నమ్మదగిన గణాంకాలను పొందడానికి సరిపోవు. అదే సమయంలో, తక్కువ ఫోటాన్ ఫ్లక్స్ ఉన్న కాంతి మూలం పరిమిత ఎక్స్‌పోజర్ సమయంలో మైక్రోస్కోపిక్ ఇమేజింగ్ యొక్క సిగ్నల్-టు-నాయిస్ నిష్పత్తిని తగ్గిస్తుంది. నిరంతర అన్వేషణ మరియు ప్రయోగాల ద్వారా, పరిశోధకులు అధిక రిప్టీషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఎక్స్‌ట్రీమ్ అతినీలలోహిత కాంతి యొక్క దిగుబడి ఆప్టిమైజేషన్ మరియు ప్రసార రూపకల్పనలో అనేక మెరుగుదలలు చేశారు. అధిక రిప్టీషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ ఎక్స్‌ట్రీమ్ అతినీలలోహిత కాంతి వనరుతో కలిపి అధునాతన స్పెక్ట్రల్ విశ్లేషణ సాంకేతికత పదార్థ నిర్మాణం మరియు ఎలక్ట్రానిక్ డైనమిక్ ప్రక్రియ యొక్క అధిక ఖచ్చితత్వ కొలతను సాధించడానికి ఉపయోగించబడింది.

కోణీయ పరిష్కార ఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (ARPES) కొలతలు వంటి తీవ్రమైన అతినీలలోహిత కాంతి వనరుల అనువర్తనాలకు, నమూనాను ప్రకాశవంతం చేయడానికి తీవ్రమైన అతినీలలోహిత కాంతి పుంజం అవసరం. నమూనా ఉపరితలంపై ఉన్న ఎలక్ట్రాన్లు తీవ్రమైన అతినీలలోహిత కాంతి ద్వారా నిరంతర స్థితికి ఉత్తేజితమవుతాయి మరియు ఫోటోఎలక్ట్రాన్ల యొక్క గతి శక్తి మరియు ఉద్గార కోణం నమూనా యొక్క బ్యాండ్ నిర్మాణ సమాచారాన్ని కలిగి ఉంటుంది. యాంగిల్ రిజల్యూషన్ ఫంక్షన్‌తో కూడిన ఎలక్ట్రాన్ విశ్లేషణకారి రేడియేటెడ్ ఫోటోఎలక్ట్రాన్‌లను అందుకుంటుంది మరియు నమూనా యొక్క వాలెన్స్ బ్యాండ్ దగ్గర బ్యాండ్ నిర్మాణాన్ని పొందుతుంది. తక్కువ పునరావృత పౌనఃపున్య తీవ్ర అతినీలలోహిత కాంతి మూలం కోసం, దాని సింగిల్ పల్స్ పెద్ద సంఖ్యలో ఫోటాన్‌లను కలిగి ఉన్నందున, ఇది తక్కువ సమయంలో నమూనా ఉపరితలంపై పెద్ద సంఖ్యలో ఫోటోఎలక్ట్రాన్‌లను ఉత్తేజపరుస్తుంది మరియు కూలంబ్ పరస్పర చర్య ఫోటోఎలక్ట్రాన్ గతి శక్తి పంపిణీలో తీవ్రమైన విస్తరణను తెస్తుంది, దీనిని స్పేస్ ఛార్జ్ ప్రభావం అంటారు. స్పేస్ ఛార్జ్ ప్రభావం యొక్క ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి, స్థిరమైన ఫోటాన్ ప్రవాహాన్ని కొనసాగిస్తూ ప్రతి పల్స్‌లో ఉన్న ఫోటోఎలక్ట్రాన్‌లను తగ్గించడం అవసరం, కాబట్టి దానిని నడపడం అవసరంలేజర్అధిక పునరావృత పౌనఃపున్యంతో తీవ్ర అతినీలలోహిత కాంతి మూలాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి.

రెసొనెన్స్ ఎన్‌హాన్స్‌డ్ క్యావిటీ టెక్నాలజీ MHz రిపీటీషన్ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద హై ఆర్డర్ హార్మోనిక్స్ జనరేషన్‌ను గ్రహిస్తుంది.
60 MHz వరకు పునరావృత రేటుతో విపరీతమైన అతినీలలోహిత కాంతి మూలాన్ని పొందడానికి, యునైటెడ్ కింగ్‌డమ్‌లోని బ్రిటిష్ కొలంబియా విశ్వవిద్యాలయంలోని జోన్స్ బృందం ఫెమ్టోసెకండ్ రెసొనెన్స్ ఎన్‌హాన్స్‌మెంట్ కేవిటీ (fsEC)లో హై ఆర్డర్ హార్మోనిక్ జనరేషన్‌ను ప్రదర్శించి, ఆచరణాత్మకమైన తీవ్ర అతినీలలోహిత కాంతి మూలాన్ని సాధించి, దానిని సమయ-పరిష్కార కోణీయ పరిష్కార ఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (Tr-ARPES) ప్రయోగాలకు వర్తింపజేసింది. కాంతి మూలం 8 నుండి 40 eV శక్తి పరిధిలో 60 MHz పునరావృత రేటుతో ఒకే హార్మోనిక్‌తో సెకనుకు 1011 ఫోటాన్ సంఖ్యల కంటే ఎక్కువ ఫోటాన్ ప్రవాహాన్ని అందించగలదు. వారు fsEC కోసం సీడ్ సోర్స్‌గా ytterbium-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్ సిస్టమ్‌ను ఉపయోగించారు మరియు క్యారియర్ ఎన్వలప్ ఆఫ్‌సెట్ ఫ్రీక్వెన్సీ (fCEO) శబ్దాన్ని తగ్గించడానికి మరియు యాంప్లిఫైయర్ గొలుసు చివర మంచి పల్స్ కంప్రెషన్ లక్షణాలను నిర్వహించడానికి అనుకూలీకరించిన లేజర్ సిస్టమ్ డిజైన్ ద్వారా పల్స్ లక్షణాలను నియంత్రించారు. fsEC లో స్థిరమైన ప్రతిధ్వని మెరుగుదలను సాధించడానికి, వారు ఫీడ్‌బ్యాక్ నియంత్రణ కోసం మూడు సర్వో నియంత్రణ లూప్‌లను ఉపయోగిస్తారు, దీని ఫలితంగా రెండు డిగ్రీల స్వేచ్ఛ వద్ద క్రియాశీల స్థిరీకరణ జరుగుతుంది: fsEC లోపల పల్స్ సైక్లింగ్ యొక్క రౌండ్ ట్రిప్ సమయం లేజర్ పల్స్ కాలానికి సరిపోతుంది మరియు పల్స్ ఎన్వలప్‌కు సంబంధించి ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ క్యారియర్ యొక్క దశ మార్పు (అంటే, క్యారియర్ ఎన్వలప్ దశ, ϕCEO).

క్రిప్టాన్ వాయువును పని చేసే వాయువుగా ఉపయోగించడం ద్వారా, పరిశోధనా బృందం fsECలో అధిక-ఆర్డర్ హార్మోనిక్స్ ఉత్పత్తిని సాధించింది. వారు గ్రాఫైట్ యొక్క Tr-ARPES కొలతలను ప్రదర్శించారు మరియు వేగవంతమైన థర్మియేషన్ మరియు థర్మల్లీ ఎక్సైటెడ్ కాని ఎలక్ట్రాన్ జనాభా యొక్క నెమ్మదిగా పునఃసంయోగాన్ని, అలాగే 0.6 eV కంటే ఎక్కువ ఫెర్మి స్థాయికి సమీపంలో థర్మల్లీ డైరెక్ట్ ఎక్సైటెడ్ కాని స్టేట్‌ల డైనమిక్స్‌ను గమనించారు. ఈ కాంతి మూలం సంక్లిష్ట పదార్థాల ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి ఒక ముఖ్యమైన సాధనాన్ని అందిస్తుంది. అయితే, fsECలో అధిక ఆర్డర్ హార్మోనిక్స్ ఉత్పత్తికి ప్రతిబింబం, వ్యాప్తి పరిహారం, కుహరం పొడవు యొక్క చక్కటి సర్దుబాటు మరియు సమకాలీకరణ లాకింగ్ కోసం చాలా ఎక్కువ అవసరాలు ఉన్నాయి, ఇది ప్రతిధ్వని-మెరుగైన కుహరం యొక్క మెరుగుదల గుణకాన్ని బాగా ప్రభావితం చేస్తుంది. అదే సమయంలో, కుహరం యొక్క కేంద్ర బిందువు వద్ద ప్లాస్మా యొక్క నాన్-లీనియర్ దశ ప్రతిస్పందన కూడా ఒక సవాలు. అందువల్ల, ప్రస్తుతం, ఈ రకమైన కాంతి మూలం ప్రధాన స్రవంతి తీవ్ర అతినీలలోహితంగా మారలేదు.అధిక హార్మోనిక్ కాంతి మూలం.