విపరీతమైన అతినీలలోహిత కాంతి మూలం సాంకేతికతలో పురోగతి

విపరీతమైన అతినీలలోహితంలో పురోగతికాంతి మూలం సాంకేతికత

ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, విపరీతమైన అతినీలలోహిత అధిక హార్మోనిక్ మూలాలు వాటి బలమైన పొందిక, తక్కువ పల్స్ వ్యవధి మరియు అధిక ఫోటాన్ శక్తి కారణంగా ఎలక్ట్రాన్ డైనమిక్స్ రంగంలో విస్తృత దృష్టిని ఆకర్షించాయి మరియు వివిధ స్పెక్ట్రల్ మరియు ఇమేజింగ్ అధ్యయనాలలో ఉపయోగించబడ్డాయి. సాంకేతికత అభివృద్ధితో, ఇదికాంతి మూలంఅధిక పునరావృత ఫ్రీక్వెన్సీ, అధిక ఫోటాన్ ఫ్లక్స్, అధిక ఫోటాన్ శక్తి మరియు తక్కువ పల్స్ వెడల్పు వైపు అభివృద్ధి చెందుతోంది. ఈ అడ్వాన్స్ విపరీతమైన అతినీలలోహిత కాంతి వనరుల కొలత రిజల్యూషన్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడమే కాకుండా, భవిష్యత్ సాంకేతిక అభివృద్ధి ధోరణులకు కొత్త అవకాశాలను కూడా అందిస్తుంది. అందువల్ల, అత్యాధునిక సాంకేతికతను మాస్టరింగ్ చేయడానికి మరియు వర్తింపజేయడానికి అధిక పునరావృత ఫ్రీక్వెన్సీ తీవ్ర అతినీలలోహిత కాంతి మూలం యొక్క లోతైన అధ్యయనం మరియు అవగాహన చాలా ముఖ్యమైనది.

ఫెమ్టోసెకండ్ మరియు అటోసెకండ్ టైమ్ స్కేల్స్‌పై ఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ కొలతల కోసం, ఒకే బీమ్‌లో కొలవబడిన సంఘటనల సంఖ్య తరచుగా సరిపోదు, విశ్వసనీయ గణాంకాలను పొందేందుకు తక్కువ రిఫ్రీక్వెన్సీ లైట్ సోర్స్‌లు 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, అధిక పునరావృత ఫ్రీక్వెన్సీ విపరీతమైన అతినీలలోహిత కాంతి యొక్క దిగుబడి ఆప్టిమైజేషన్ మరియు ప్రసార రూపకల్పనలో పరిశోధకులు అనేక మెరుగుదలలు చేసారు. మెటీరియల్ నిర్మాణం మరియు ఎలక్ట్రానిక్ డైనమిక్ ప్రక్రియ యొక్క అధిక ఖచ్చితత్వ కొలతను సాధించడానికి అధిక పునరావృత ఫ్రీక్వెన్సీ తీవ్ర అతినీలలోహిత కాంతి మూలంతో కలిపి అధునాతన స్పెక్ట్రల్ విశ్లేషణ సాంకేతికత ఉపయోగించబడింది.

కోణీయ పరిష్కరించబడిన ఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (ARPES) కొలతలు వంటి తీవ్ర అతినీలలోహిత కాంతి మూలాల యొక్క అప్లికేషన్‌లు, నమూనాను ప్రకాశవంతం చేయడానికి తీవ్ర అతినీలలోహిత కాంతి పుంజం అవసరం. నమూనా యొక్క ఉపరితలంపై ఉన్న ఎలక్ట్రాన్లు తీవ్రమైన అతినీలలోహిత కాంతి ద్వారా నిరంతర స్థితికి ఉత్తేజితమవుతాయి మరియు ఫోటోఎలెక్ట్రాన్ల యొక్క గతిశక్తి మరియు ఉద్గార కోణం నమూనా యొక్క బ్యాండ్ నిర్మాణ సమాచారాన్ని కలిగి ఉంటుంది. యాంగిల్ రిజల్యూషన్ ఫంక్షన్‌తో కూడిన ఎలక్ట్రాన్ ఎనలైజర్ రేడియేటెడ్ ఫోటోఎలెక్ట్రాన్‌లను అందుకుంటుంది మరియు నమూనా యొక్క వాలెన్స్ బ్యాండ్ దగ్గర బ్యాండ్ నిర్మాణాన్ని పొందుతుంది. తక్కువ పునరావృత ఫ్రీక్వెన్సీ విపరీతమైన అతినీలలోహిత కాంతి మూలం కోసం, దాని సింగిల్ పల్స్ పెద్ద సంఖ్యలో ఫోటాన్‌లను కలిగి ఉన్నందున, ఇది తక్కువ సమయంలో నమూనా ఉపరితలంపై పెద్ద సంఖ్యలో ఫోటోఎలెక్ట్రాన్‌లను ఉత్తేజపరుస్తుంది మరియు కూలంబ్ పరస్పర చర్య పంపిణీ యొక్క తీవ్రమైన విస్తరణకు దారితీస్తుంది. ఫోటోఎలెక్ట్రాన్ గతి శక్తి, దీనిని స్పేస్ ఛార్జ్ ప్రభావం అంటారు. స్పేస్ ఛార్జ్ ప్రభావం యొక్క ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి, స్థిరమైన ఫోటాన్ ఫ్లక్స్‌ను కొనసాగిస్తూ ప్రతి పల్స్‌లో ఉండే ఫోటోఎలెక్ట్రాన్‌లను తగ్గించడం అవసరం, కాబట్టి దీన్ని నడపడం అవసరం.లేజర్అధిక పునరావృత ఫ్రీక్వెన్సీతో తీవ్ర అతినీలలోహిత కాంతి మూలాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి అధిక పునరావృత ఫ్రీక్వెన్సీతో.

ప్రతిధ్వని మెరుగుపరిచిన కుహరం సాంకేతికత MHz పునరావృత పౌనఃపున్యం వద్ద హై ఆర్డర్ హార్మోనిక్స్ ఉత్పత్తిని గుర్తిస్తుంది.
60 MHz వరకు పునరావృత రేటుతో విపరీతమైన అతినీలలోహిత కాంతి మూలాన్ని పొందేందుకు, యునైటెడ్ కింగ్‌డమ్‌లోని బ్రిటిష్ కొలంబియా విశ్వవిద్యాలయంలోని జోన్స్ బృందం ఆచరణాత్మకంగా సాధించడానికి ఫెమ్టోసెకండ్ రెసొనెన్స్ ఎన్‌హాన్స్‌మెంట్ కేవిటీ (fsEC)లో హై ఆర్డర్ హార్మోనిక్ జనరేషన్‌ను ప్రదర్శించింది. తీవ్ర అతినీలలోహిత కాంతి మూలం మరియు దానిని సమయ-పరిష్కార కోణీయ పరిష్కార ఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (Tr-ARPES) ప్రయోగాలకు వర్తింపజేస్తుంది. కాంతి మూలం 8 నుండి 40 eV శక్తి పరిధిలో 60 MHz పునరావృత రేటుతో ఒకే హార్మోనిక్‌తో సెకనుకు 1011 ఫోటాన్ సంఖ్యల కంటే ఎక్కువ ఫోటాన్ ఫ్లక్స్‌ను అందించగలదు. వారు fsEC కోసం ఒక సీడ్ సోర్స్‌గా ytterbium-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్ సిస్టమ్‌ను ఉపయోగించారు మరియు క్యారియర్ ఎన్వలప్ ఆఫ్‌సెట్ ఫ్రీక్వెన్సీ (fCEO) శబ్దాన్ని తగ్గించడానికి మరియు యాంప్లిఫైయర్ చైన్ చివరిలో మంచి పల్స్ కంప్రెషన్ లక్షణాలను నిర్వహించడానికి అనుకూలీకరించిన లేజర్ సిస్టమ్ డిజైన్ ద్వారా పల్స్ లక్షణాలను నియంత్రించారు. fsEC లోపల స్థిరమైన ప్రతిధ్వని మెరుగుదలని సాధించడానికి, వారు అభిప్రాయ నియంత్రణ కోసం మూడు సర్వో నియంత్రణ లూప్‌లను ఉపయోగిస్తారు, ఫలితంగా రెండు డిగ్రీల స్వేచ్ఛలో క్రియాశీల స్థిరీకరణ జరుగుతుంది: fsEC లోపల పల్స్ సైక్లింగ్ యొక్క రౌండ్ ట్రిప్ సమయం లేజర్ పల్స్ కాలానికి సరిపోలుతుంది మరియు దశ మార్పు పల్స్ ఎన్వలప్‌కు సంబంధించి ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ క్యారియర్ (అంటే, క్యారియర్ ఎన్వలప్ ఫేజ్, ϕCEO).

క్రిప్టాన్ వాయువును పనిచేసే వాయువుగా ఉపయోగించడం ద్వారా, పరిశోధనా బృందం fsECలో అధిక-ఆర్డర్ హార్మోనిక్స్ ఉత్పత్తిని సాధించింది. వారు గ్రాఫైట్ యొక్క Tr-ARPES కొలతలను ప్రదర్శించారు మరియు వేగవంతమైన థర్మియేషన్ మరియు తదుపరి థర్మల్‌గా ఉత్తేజితం కాని ఎలక్ట్రాన్ జనాభా యొక్క నెమ్మదిగా పునఃసంయోగం, అలాగే 0.6 eV కంటే ఎక్కువ ఫెర్మి స్థాయికి సమీపంలో ఉన్న నాన్-థర్మల్‌గా నేరుగా ఉత్తేజిత రాష్ట్రాల డైనమిక్‌లను గమనించారు. ఈ కాంతి మూలం సంక్లిష్ట పదార్థాల ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి ఒక ముఖ్యమైన సాధనాన్ని అందిస్తుంది. ఏది ఏమైనప్పటికీ, fsECలోని హై ఆర్డర్ హార్మోనిక్స్ యొక్క తరం రిఫ్లెక్టివిటీ, డిస్పర్షన్ కాంపెన్సేషన్, క్యావిటీ పొడవు యొక్క చక్కటి సర్దుబాటు మరియు సింక్రొనైజేషన్ లాకింగ్ కోసం చాలా ఎక్కువ అవసరాలను కలిగి ఉంది, 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 మారలేదుఅధిక హార్మోనిక్ కాంతి మూలం.