Korkeataajuinen äärimmäisen ultraviolettivalon lähde

Korkeataajuinen äärimmäisen ultraviolettivalon lähde

Jälkikompressiotekniikat yhdistettynä kaksivärikenttiin tuottavat suuren virtauksen äärimmäisen ultraviolettivalonlähteen
Tr-ARPES-sovelluksissa valon aallonpituuden pienentäminen ja kaasun ionisaation todennäköisyyden lisääminen ovat tehokkaita keinoja saada suuri vuo ja korkeamman asteen harmonisia. Korkeamman asteen harmonisten generoinnissa yhdellä läpimenolla käytetään taajuuden kaksinkertaistamista tai kolminkertaistamista korkeamman asteen harmonisten tuotantotehokkuuden lisäämiseksi. Pulssinjälkeisen kompression avulla on helpompi saavuttaa korkeamman asteen harmonisten generointiin tarvittava huipputehotiheys käyttämällä lyhyempää pulssikäyttöistä valoa, joten voidaan saavuttaa korkeampi tuotantotehokkuus kuin pidemmällä pulssikäytöllä.

Kaksinkertainen hilamainen monokromaattori saavuttaa pulssin eteenpäin kallistumisen kompensoinnin
Yhden diffraktiivisen elementin käyttö monokromaattorissa tuo muutoksenoptinensäteittäinen reitti erittäin lyhyen pulssin säteessä, joka tunnetaan myös pulssin eteenpäin kallistumisena, mikä johtaa aikavenytykseen. Diffraktiopisteen, jonka diffraktioaallonpituus λ on diffraktiokertaluvulla m, kokonaisaikaero on Nmλ, jossa N on valaistujen hilaviivojen kokonaismäärä. Lisäämällä toisen diffraktiivisen elementin kallistunut pulssinrintama voidaan palauttaa ja saada aikaan aikaviivekompensaatiolla varustettu monokromaattori. Ja säätämällä kahden monokromaattorikomponentin välistä optista reittiä, hilapulssinmuokkain voidaan räätälöidä kompensoimaan tarkasti korkeamman kertaluvun harmonisen säteilyn luontainen hajaantuminen. Aikaviivekompensaatiosuunnittelua käyttämällä Lucchini et al. osoittivat mahdollisuuden tuottaa ja karakterisoida erittäin lyhyitä monokromaattisia äärimmäisiä ultraviolettipulsseja, joiden pulssinleveys on 5 fs.
Csizmadian tutkimusryhmä ELE-Alps-laitoksessa Euroopan äärimmäisen valon tutkimuskeskuksessa saavutti äärimmäisen ultraviolettisäteen spektrin ja pulssin moduloinnin käyttämällä kaksoishilaista aikaviivekompensaatiomonokromaattoria korkean toistotaajuuden ja korkeamman asteen harmonisten säteiden linjassa. He tuottivat korkeamman asteen harmonisia käyttämällä ohjaintalaser100 kHz:n toistotaajuudella ja saavutti äärimmäisen 4 fs:n ultraviolettipulssinleveyden. Tämä työ avaa uusia mahdollisuuksia aikaerotteille in situ -havaitsemiskokeille ELI-ALPS-laitteistossa.

Korkean toistotaajuuden omaavaa äärimmäisen ultraviolettivalonlähdettä on käytetty laajalti elektronidynamiikan tutkimuksessa, ja sillä on osoitettu olevan laajoja sovellusmahdollisuuksia attosekuntispektroskopian ja mikroskooppisen kuvantamisen alalla. Tieteen ja teknologian jatkuvan kehityksen ja innovaatioiden myötä korkean toistotaajuuden omaava äärimmäinen ultravioletti...valonlähdeetenee kohti korkeampaa toistotaajuutta, korkeampaa fotonivuotta, korkeampaa fotonienergiaa ja lyhyempää pulssinleveyttä. Tulevaisuudessa jatkuva tutkimus korkean toistotaajuuden omaavista äärimmäisistä ultraviolettivalonlähteistä edistää edelleen niiden soveltamista elektronisessa dynamiikassa ja muilla tutkimusaloilla. Samalla tulevan tutkimuksen painopisteenä on korkean toistotaajuuden omaavien äärimmäisten ultraviolettivalonlähteiden optimointi- ja säätötekniikka sekä niiden soveltaminen kokeellisissa tekniikoissa, kuten kulmaresoluution fotoelektronispektroskopiassa. Lisäksi aikaerotteisen attosekunnin transienttiabsorptiospektroskopiateknologian ja reaaliaikaisen mikroskooppisen kuvantamisteknologian, joka perustuu korkean toistotaajuuden omaavaan äärimmäiseen ultraviolettivalonlähteeseen, odotetaan myös tulevan jatkotutkimukseen, kehitykseen ja soveltamiseen, jotta tulevaisuudessa saavutettaisiin korkean tarkkuuden attosekunnin aikaerotteista ja nanoavaruuserotteista kuvantamista.