अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाश स्रोत तंत्रज्ञानात प्रगती

अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट मध्ये प्रगतीप्रकाश स्रोत तंत्रज्ञान

अलिकडच्या वर्षांत, अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट उच्च हार्मोनिक स्त्रोतांनी त्यांच्या मजबूत सुसंगतता, लहान नाडी कालावधी आणि उच्च फोटॉन उर्जेमुळे इलेक्ट्रॉन डायनॅमिक्सच्या क्षेत्रात व्यापक लक्ष वेधले आहे आणि विविध वर्णक्रमीय आणि इमेजिंग अभ्यासांमध्ये वापरले गेले आहेत. तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीसह, हेप्रकाश स्रोतउच्च पुनरावृत्ती वारंवारता, उच्च फोटॉन फ्लक्स, उच्च फोटॉन ऊर्जा आणि लहान नाडी रुंदीच्या दिशेने विकसित होत आहे. हे आगाऊ अतिनील प्रकाश स्रोतांचे मोजमाप रिझोल्यूशन केवळ अनुकूल करत नाही तर भविष्यातील तांत्रिक विकास ट्रेंडसाठी नवीन शक्यता देखील प्रदान करते. म्हणूनच, अत्याधुनिक तंत्रज्ञानावर प्रभुत्व मिळवण्यासाठी आणि लागू करण्यासाठी उच्च पुनरावृत्ती वारंवारता अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाश स्रोताचा सखोल अभ्यास आणि समजून घेणे खूप महत्वाचे आहे.

फेमटोसेकंद आणि ॲटोसेकंद टाइम स्केलवरील इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी मोजमापांसाठी, एकाच बीममध्ये मोजल्या जाणाऱ्या घटनांची संख्या अनेकदा अपुरी असते, ज्यामुळे कमी वारंवारता प्रकाश स्रोत विश्वसनीय आकडेवारी मिळविण्यासाठी अपुरे पडतात. त्याच वेळी, कमी फोटॉन फ्लक्ससह प्रकाश स्रोत मर्यादित एक्सपोजर वेळेत मायक्रोस्कोपिक इमेजिंगचे सिग्नल-टू-आवाज गुणोत्तर कमी करेल. सतत शोध आणि प्रयोगांद्वारे, संशोधकांनी उच्च पुनरावृत्ती वारंवारता अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाशाच्या उत्पादन ऑप्टिमायझेशन आणि ट्रान्समिशन डिझाइनमध्ये अनेक सुधारणा केल्या आहेत. उच्च पुनरावृत्ती वारंवारता अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाश स्रोतासह एकत्रित प्रगत वर्णक्रमीय विश्लेषण तंत्रज्ञानाचा वापर भौतिक संरचना आणि इलेक्ट्रॉनिक डायनॅमिक प्रक्रियेचे उच्च अचूक मापन साध्य करण्यासाठी केला गेला आहे.

टोकदार रिझोल्ड इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एआरपीईएस) मापनांसारख्या अति अतिनील प्रकाश स्रोतांच्या अनुप्रयोगांना, नमुना प्रकाशित करण्यासाठी अति अतिनील प्रकाशाचा बीम आवश्यक असतो. नमुन्याच्या पृष्ठभागावरील इलेक्ट्रॉन अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाशाने सतत स्थितीत उत्तेजित होतात आणि फोटोइलेक्ट्रॉनच्या गतिज ऊर्जा आणि उत्सर्जन कोनामध्ये नमुन्याची बँड रचना माहिती असते. अँगल रिझोल्यूशन फंक्शनसह इलेक्ट्रॉन विश्लेषक रेडिएटेड फोटोइलेक्ट्रॉन प्राप्त करतो आणि नमुन्याच्या व्हॅलेन्स बँडजवळ बँड रचना प्राप्त करतो. कमी पुनरावृत्ती वारंवारता अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाश स्रोतासाठी, कारण त्याच्या एकल नाडीमध्ये मोठ्या प्रमाणात फोटॉन असतात, ते थोड्याच वेळात नमुना पृष्ठभागावर मोठ्या संख्येने फोटोइलेक्ट्रॉन उत्तेजित करेल आणि कौलॉम्ब परस्परसंवादामुळे वितरणाचे गंभीर रुंदीकरण होईल. फोटोइलेक्ट्रॉन गतिज ऊर्जा, ज्याला स्पेस चार्ज इफेक्ट म्हणतात. स्पेस चार्ज इफेक्टचा प्रभाव कमी करण्यासाठी, सतत फोटॉन फ्लक्स राखून प्रत्येक नाडीमध्ये असलेले फोटोइलेक्ट्रॉन कमी करणे आवश्यक आहे, म्हणून ते चालवणे आवश्यक आहे.लेसरउच्च पुनरावृत्ती वारंवारतेसह अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाश स्रोत तयार करण्यासाठी उच्च पुनरावृत्ती वारंवारतेसह.

रेझोनान्स वर्धित पोकळी तंत्रज्ञान मेगाहर्ट्झ पुनरावृत्ती वारंवारतेवर उच्च ऑर्डर हार्मोनिक्स तयार करते
60 मेगाहर्ट्झ पर्यंतच्या पुनरावृत्ती दरासह अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाश स्रोत प्राप्त करण्यासाठी, युनायटेड किंगडममधील ब्रिटिश कोलंबिया विद्यापीठातील जोन्स टीमने फेमटोसेकंद रेझोनान्स एन्हान्समेंट कॅव्हिटी (fsEC) मध्ये उच्च ऑर्डर हार्मोनिक निर्मिती केली. अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाश स्रोत आणि ते वेळ-निराकरण कोनीय निराकरण इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (Tr-ARPES) प्रयोगांवर लागू केले. प्रकाश स्रोत 8 ते 40 eV ऊर्जा श्रेणीमध्ये 60 मेगाहर्ट्झच्या पुनरावृत्ती दराने सिंगल हार्मोनिकसह प्रति सेकंद 1011 पेक्षा जास्त फोटॉन संख्यांचा फोटॉन फ्लक्स वितरित करण्यास सक्षम आहे. त्यांनी ytterbium-doped फायबर लेसर प्रणाली fsEC साठी बियाणे स्त्रोत म्हणून वापरली आणि वाहक लिफाफा ऑफसेट वारंवारता (fCEO) आवाज कमी करण्यासाठी आणि ॲम्प्लीफायर साखळीच्या शेवटी चांगली पल्स कॉम्प्रेशन वैशिष्ट्ये राखण्यासाठी सानुकूलित लेसर सिस्टम डिझाइनद्वारे नियंत्रित नाडी वैशिष्ट्ये वापरली. FsEC मध्ये स्थिर अनुनाद वाढ साध्य करण्यासाठी, ते फीडबॅक नियंत्रणासाठी तीन सर्वो कंट्रोल लूप वापरतात, परिणामी दोन अंश स्वातंत्र्यावर सक्रिय स्थिरीकरण होते: fsEC मधील पल्स सायकलिंगचा राउंड ट्रिप वेळ लेसर पल्स कालावधीशी जुळतो आणि फेज शिफ्ट नाडी लिफाफा (म्हणजे, वाहक लिफाफा फेज, ϕCEO) च्या संदर्भात इलेक्ट्रिक फील्ड कॅरियरचे.

कार्यरत वायू म्हणून क्रिप्टन वायूचा वापर करून, संशोधन संघाने fsEC मध्ये उच्च-ऑर्डर हार्मोनिक्सची निर्मिती साध्य केली. त्यांनी ग्रेफाइटचे Tr-ARPES मोजमाप केले आणि 0.6 eV वरील फर्मी स्तराजवळ जलद थर्मिएशन आणि नॉन-थर्मली उत्तेजित इलेक्ट्रॉन लोकसंख्येचे नंतरचे संथ पुनर्संयोजन तसेच गैर-थर्मलली थेट उत्तेजित अवस्थांची गतिशीलता पाहिली. हा प्रकाश स्रोत जटिल सामग्रीच्या इलेक्ट्रॉनिक संरचनेचा अभ्यास करण्यासाठी एक महत्त्वपूर्ण साधन प्रदान करतो. तथापि, fsEC मधील उच्च ऑर्डर हार्मोनिक्सच्या निर्मितीमध्ये परावर्तकता, फैलाव नुकसान भरपाई, पोकळीच्या लांबीचे सूक्ष्म समायोजन आणि समक्रमण लॉकिंगसाठी खूप उच्च आवश्यकता आहेत, ज्यामुळे रेझोनान्स-वर्धित पोकळीच्या वर्धित एकाधिकवर मोठ्या प्रमाणात परिणाम होईल. त्याच वेळी, पोकळीच्या केंद्रबिंदूवर प्लाझ्माचा नॉनलाइनर फेज प्रतिसाद देखील एक आव्हान आहे. म्हणून, सध्या, या प्रकारचा प्रकाश स्रोत मुख्य प्रवाहातील अतिनील बनलेला नाहीउच्च हार्मोनिक प्रकाश स्रोत.