Korkean taajuuden äärimmäinen ultraviolettivalolähde

Korkean taajuuden äärimmäinen ultraviolettivalolähde

Jälkipakkaustekniikat yhdistettynä kaksivärisiin kenttiin tuottavat korkean virtauksen äärimmäisen ultraviolettivalolähteen
Tr-ARPES-sovelluksissa ajovalon aallonpituuden pienentäminen ja kaasun ionisaation todennäköisyyden lisääminen ovat tehokkaita keinoja saada korkea virta ja korkealuokkaiset harmoniset. Prosessissa, jossa tuotetaan korkean kertaluvun harmonisia yhden kierron korkean toiston taajuudella, taajuuden kaksinkertaistamista tai kolminkertaistamista käytetään periaatteessa lisäämään korkean kertaluvun harmonisten tuotantotehokkuutta. Jälkipulssikompression avulla on helpompi saavuttaa korkean kertaluvun harmonisten tuottamiseen tarvittava huipputehotiheys käyttämällä lyhyempää pulssiohjausvaloa, jolloin saadaan parempi tuotantotehokkuus kuin pidemmällä pulssikäytöllä.

Kaksoisritilämonokromaattori saavuttaa pulssin eteenpäin kallistuksen kompensoinnin
Yhden diffraktiivisen elementin käyttö monokromaattorissa tuo mukanaan muutoksenoptinenpolku säteittäisesti ultralyhyen pulssin säteessä, joka tunnetaan myös pulssin eteenpäin kallistuksena, mikä johtaa ajan venymiseen. Kokonaisaikaero diffraktiopisteelle, jonka diffraktioaallonpituus on λ diffraktioasteikolla m, on Nmλ, missä N on valaistujen hilaviivojen kokonaismäärä. Lisäämällä toinen diffraktiivinen elementti voidaan palauttaa kallistettu pulssirintama ja saada aikaviivekompensaatiolla varustettu monokromaattori. Ja säätämällä optista polkua kahden monokromaattorikomponentin välillä, hilapulssin muotoilija voidaan räätälöidä kompensoimaan tarkasti korkealuokkaisen harmonisen säteilyn luontaista hajoamista. Käyttämällä aikaviiveen kompensointimallia Lucchini et ai. osoitti mahdollisuuden tuottaa ja karakterisoida ultralyhyitä monokromaattisia äärimmäisiä ultraviolettipulsseja pulssin leveydellä 5 fs.
Csizmadia-tutkimusryhmä ELE-Alps Facilityssa European Extreme Light Facilityssa saavutti äärimmäisen ultraviolettivalon spektrin ja pulssimodulaation käyttämällä kaksinkertaisen hilan aikaviiveen kompensointimonokromaattoria korkean toiston taajuudella, korkealuokkaisella harmonisella sädelinjalla. Ne tuottivat korkeamman asteen harmonisia taajuusmuuttajaa käyttämällälasertoistotaajuudella 100 kHz ja saavutti äärimmäisen ultraviolettipulssin leveyden 4 fs. Tämä työ avaa uusia mahdollisuuksia aikaresoluutioisiin kokeisiin in situ -ilmaisussa ELI-ALPS-laitoksessa.

Korkean toistotaajuuden äärimmäistä ultraviolettivalolähdettä on käytetty laajalti elektronidynamiikan tutkimuksessa, ja se on osoittanut laajoja sovellusmahdollisuuksia attosekundispektroskopian ja mikroskooppisen kuvantamisen alalla. Tieteen ja teknologian jatkuvan kehityksen ja innovaatioiden ansiosta korkean toistotaajuuden äärimmäinen ultraviolettivalonlähdeetenee korkeamman toistotaajuuden, korkeamman fotonivirran, korkeamman fotonienergian ja lyhyemmän pulssin leveyden suuntaan. Jatkossa jatkuva tutkimus korkean toistotaajuuden äärimmäisen ultraviolettivalon lähteistä edistää entisestään niiden käyttöä elektroniikkadynamiikassa ja muilla tutkimusaloilla. Samaan aikaan korkean toistotaajuuden äärimmäisen ultraviolettivalolähteen optimointi- ja ohjaustekniikka ja sen soveltaminen kokeellisissa tekniikoissa, kuten kulmaresoluutiofotoelektronispektroskopiassa, ovat myös tulevan tutkimuksen painopisteitä. Lisäksi aikaresoluutiota attosekunnin transienttiabsorptiospektroskopiatekniikkaa ja reaaliaikaista mikroskooppista kuvantamistekniikkaa, joka perustuu korkean toistotaajuuden äärimmäiseen ultraviolettivalolähteeseen, odotetaan myös tutkivan, kehitettävän ja soveltavan edelleen korkean tarkkuuden saavuttamiseksi attosekunnin aikaresoluutiolla ja nanoavaruusresoluutioinen kuvantaminen tulevaisuudessa.