Høyfrekvent ekstrem ultrafiolett lyskilde

Høyfrekvent ekstrem ultrafiolett lyskilde

Postkompresjonsteknikker kombinert med tofargede felt gir en ekstrem ultrafiolett lyskilde med høy fluks
For Tr-ARPES-applikasjoner er reduksjon av bølgelengden til drivende lys og økning av sannsynligheten for gassionisering effektive metoder for å oppnå høy fluks og høyordens harmoniske. I prosessen med å generere høyordens harmoniske med enkeltpass høy-repetisjonsfrekvens, er frekvensdoblings- eller trippeldoblingsmetoden i utgangspunktet tatt i bruk for å øke produksjonseffektiviteten til høyordens harmoniske. Ved hjelp av postpulskompresjon er det lettere å oppnå den maksimale effekttettheten som kreves for generering av harmoniske av høy orden ved å bruke et kortere pulsdrivlys, slik at høyere produksjonseffektivitet kan oppnås enn for en lengre pulsdrive.

Dobbeltgitter monokromator oppnår puls forover tilt kompensasjon
Bruken av et enkelt diffraktivt element i en monokromator introduserer en endring ioptiskbane radialt i strålen til en ultrakort puls, også kjent som en puls fremover tilt, noe som resulterer i en tidsstrekking. Den totale tidsforskjellen for et diffraksjonspunkt med en diffraksjonsbølgelengde λ ved diffraksjonsrekkefølgen m er Nmλ, der N er det totale antallet opplyste gitterlinjer. Ved å legge til et andre diffraktivt element kan den skråstilte pulsfronten gjenopprettes, og en monokromator med tidsforsinkelseskompensasjon kan oppnås. Og ved å justere den optiske banen mellom de to monokromatorkomponentene, kan gitterpulsformeren tilpasses for å nøyaktig kompensere den iboende spredningen av høyordens harmonisk stråling. Ved å bruke et tidsforsinkelseskompensasjonsdesign, Lucchini et al. demonstrerte muligheten for å generere og karakterisere ultrakorte monokromatiske ekstreme ultrafiolette pulser med en pulsbredde på 5 fs.
Csizmadia-forskerteamet ved ELE-Alps-anlegget i European Extreme Light Facility oppnådde spekteret og pulsmodulasjonen til ekstremt ultrafiolett lys ved å bruke en monokromator med dobbeltgitter for tidsforsinkelseskompensasjon i en høy-repetisjonsfrekvens, høyordens harmonisk strålelinje. De produserte høyere ordens harmoniske ved hjelp av en stasjonlasermed en repetisjonshastighet på 100 kHz og oppnådde en ekstrem ultrafiolett pulsbredde på 4 fs. Dette arbeidet åpner for nye muligheter for tidsløste eksperimenter in situ-deteksjon i ELI-ALPS-anlegget.

Ekstrem ultrafiolett lyskilde med høy repetisjonsfrekvens har blitt mye brukt i studiet av elektrondynamikk, og har vist brede bruksmuligheter innen attosekundspektroskopi og mikroskopisk avbildning. Med kontinuerlig fremgang og innovasjon av vitenskap og teknologi, høy repetisjonsfrekvens ekstrem ultrafiolettlyskildeutvikler seg i retning av høyere repetisjonsfrekvens, høyere fotonfluks, høyere fotonenergi og kortere pulsbredde. I fremtiden vil fortsatt forskning på ekstreme ultrafiolette lyskilder med høy repetisjonsfrekvens fremme deres anvendelse i elektronisk dynamikk og andre forskningsfelt ytterligere. Samtidig vil optimerings- og kontrollteknologien til ekstrem ultrafiolett lyskilde med høy repetisjonsfrekvens og dens anvendelse i eksperimentelle teknikker som fotoelektronspektroskopi med vinkeloppløsning også være fokus for fremtidig forskning. I tillegg forventes også den tidsoppløste attosekundens transiente absorpsjonsspektroskopiteknologien og sanntids mikroskopisk avbildningsteknologi basert på ekstrem ultrafiolett lyskilde med høy repetisjonsfrekvens å bli videre studert, utviklet og brukt for å oppnå høypresisjon attosekundtidsoppløst og nanospace-løst bildebehandling i fremtiden.