Źródło światła ultrafioletowego o wysokiej częstotliwości
Techniki postkompresji połączone z polami dwukolorowymi tworzą źródło światła ultrafioletowego o dużym strumieniu
W zastosowaniach Tr-ARPES, zmniejszenie długości fali światła sterującego i zwiększenie prawdopodobieństwa jonizacji gazu to skuteczne sposoby uzyskania wysokiego strumienia i harmonicznych wyższego rzędu. W procesie generowania harmonicznych wyższego rzędu z wysoką częstotliwością powtarzania w pojedynczym przejściu, zasadniczo stosuje się metodę podwajania częstotliwości lub potrójnego podwajania, aby zwiększyć wydajność produkcji harmonicznych wyższego rzędu. Dzięki kompresji poimpulsowej łatwiej jest osiągnąć szczytową gęstość mocy wymaganą do generowania harmonicznych wyższego rzędu, stosując światło sterujące o krótszym impulsie, co pozwala uzyskać wyższą wydajność produkcji niż w przypadku sterowania o dłuższym impulsie.
Monochromator z podwójną kratką umożliwia kompensację przechyłu impulsu do przodu
Zastosowanie pojedynczego elementu dyfrakcyjnego w monochromatorze powoduje zmianęoptycznyścieżka promieniowo w wiązce ultrakrótkiego impulsu, znana również jako pochylenie impulsu do przodu, skutkujące rozciągnięciem w czasie. Całkowita różnica czasu dla plamki dyfrakcyjnej o długości fali dyfrakcyjnej λ przy rzędzie dyfrakcyjnym m wynosi Nmλ, gdzie N to całkowita liczba oświetlonych linii siatki dyfrakcyjnej. Dodając drugi element dyfrakcyjny, można przywrócić pochyły front impulsu i uzyskać monochromator z kompensacją opóźnienia czasowego. Poprzez regulację ścieżki optycznej między dwoma elementami monochromatora, kształtownik impulsu siatki dyfrakcyjnej można dostosować do precyzyjnej kompensacji nieodłącznej dyspersji promieniowania harmonicznych wyższego rzędu. Wykorzystując projekt kompensacji opóźnienia czasowego, Lucchini i in. wykazali możliwość generowania i charakteryzowania ultrakrótkich monochromatycznych impulsów skrajnego ultrafioletu o szerokości impulsu 5 fs.
Zespół badawczy Csizmadia z ośrodka ELE-Alps w Europejskim Ośrodku Badań nad Światłem Ekstremalnym (European Extreme Light Facility) uzyskał modulację widma i impulsów skrajnego ultrafioletu za pomocą monochromatora z podwójną siatką kompensacji opóźnienia czasowego w linii wiązki o wysokiej częstotliwości repetycji i wyższych harmonicznych. Harmoniczne wyższego rzędu uzyskano za pomocą napędu.laserz częstotliwością powtarzania 100 kHz i osiągnięto szerokość impulsu w ekstremalnym ultrafiolecie wynoszącą 4 fs. Praca ta otwiera nowe możliwości eksperymentów detekcji in situ z rozdzielczością czasową w ośrodku ELI-ALPS.
Źródło światła o wysokiej częstotliwości repetycji w zakresie ekstremalnego ultrafioletu jest szeroko stosowane w badaniach dynamiki elektronów i wykazuje szerokie perspektywy zastosowania w dziedzinie spektroskopii attosekundowej i obrazowania mikroskopowego. Dzięki ciągłemu postępowi i innowacjom nauki i technologii, spektroskopia o wysokiej częstotliwości repetycji w zakresie ekstremalnego ultrafioletuźródło światłaPostępuje w kierunku wyższej częstotliwości repetycji, wyższego strumienia fotonów, wyższej energii fotonów i krótszej szerokości impulsu. W przyszłości dalsze badania nad źródłami światła ekstremalnego ultrafioletu o wysokiej częstotliwości repetycji będą promować ich zastosowanie w dynamice elektronicznej i innych dziedzinach badań. Jednocześnie technologia optymalizacji i sterowania źródłami światła ekstremalnego ultrafioletu o wysokiej częstotliwości repetycji oraz ich zastosowanie w technikach eksperymentalnych, takich jak spektroskopia fotoelektronów o rozdzielczości kątowej, będą również przedmiotem przyszłych badań. Ponadto oczekuje się, że technologia spektroskopii absorpcji przejściowej z rozdzielczością czasową attosekundową oraz technologia obrazowania mikroskopowego w czasie rzeczywistym oparta na źródle światła ekstremalnego ultrafioletu o wysokiej częstotliwości repetycji będą również dalej badane, rozwijane i stosowane w celu uzyskania w przyszłości wysoce precyzyjnego obrazowania z rozdzielczością czasową attosekundową i nanoprzestrzenną.
Czas publikacji: 30 kwietnia 2024 r.