Hochfrequente extrem ultraviolette Lichtquelle

Hochfrequente extrem ultraviolette Lichtquelle

Nachkomprimierungstechniken in Kombination mit Zweifarbfeldern erzeugen eine extrem ultraviolette Lichtquelle mit hohem Lichtstrom
Für Tr-ARPES-Anwendungen sind die Reduzierung der Wellenlänge des Antriebslichts und die Erhöhung der Wahrscheinlichkeit der Gasionisation wirksame Mittel zur Erzeugung von hohem Fluss und höheren Harmonischen. Bei der Erzeugung höherer Harmonischer mit Single-Pass-Hochfrequenz wird grundsätzlich die Frequenzverdopplungs- oder Dreifachverdopplungsmethode eingesetzt, um die Produktionseffizienz höherer Harmonischer zu erhöhen. Mithilfe der Nachpulskompression lässt sich die für die Erzeugung höherer Harmonischer erforderliche Spitzenleistungsdichte durch die Verwendung eines kürzeren Antriebslichtpulses leichter erreichen, sodass eine höhere Produktionseffizienz als bei einem längeren Antriebspuls erreicht werden kann.

Doppelgitter-Monochromator ermöglicht Pulsvorwärtsneigungskompensation
Die Verwendung eines einzelnen diffraktiven Elements in einem Monochromator führt zu einer Änderung deroptischradialen Pfad im Strahl eines ultrakurzen Pulses, auch als Puls-Vorwärtsneigung bezeichnet, was zu einer Zeitdehnung führt. Die Gesamtzeitdifferenz für einen Beugungspunkt mit einer Beugungswellenlänge λ bei der Beugungsordnung m beträgt Nmλ, wobei N die Gesamtzahl der beleuchteten Gitterlinien ist. Durch Hinzufügen eines zweiten diffraktiven Elements kann die geneigte Pulsfront wiederhergestellt und ein Monochromator mit Zeitverzögerungskompensation erhalten werden. Und durch Anpassung des optischen Pfads zwischen den beiden Monochromatorkomponenten kann der Gitterpulsformer angepasst werden, um die inhärente Dispersion von harmonischer Strahlung höherer Ordnung präzise zu kompensieren. Unter Verwendung eines Designs mit Zeitverzögerungskompensation demonstrierten Lucchini et al. die Möglichkeit, ultrakurze monochromatische Extrem-Ultraviolett-Pulse mit einer Pulsbreite von 5 fs zu erzeugen und zu charakterisieren.
Das Forschungsteam von Csizmadia an der ELE-Alps-Anlage der European Extreme Light Facility erreichte die Spektrum- und Pulsmodulation von extrem ultraviolettem Licht mithilfe eines Doppelgitter-Zeitverzögerungskompensationsmonochromators in einer Strahllinie mit hoher Wiederholungsfrequenz und Harmonischen höherer Ordnung. Sie erzeugten Harmonische höherer Ordnung mithilfe eines AntriebsLasermit einer Wiederholungsrate von 100 kHz und erreichte eine extreme Ultraviolett-Pulsbreite von 4 fs. Diese Arbeit eröffnet neue Möglichkeiten für zeitaufgelöste Experimente in situ-Detektion in der ELI-ALPS-Anlage.

Hochfrequente Ultraviolettlichtquellen werden häufig in der Elektronendynamik eingesetzt und bieten breite Anwendungsmöglichkeiten in der Attosekundenspektroskopie und der mikroskopischen Bildgebung. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt und der Innovation in Wissenschaft und Technologie ist die hochfrequente UltraviolettlichtquelleLichtquelleschreitet in Richtung höherer Wiederholungsfrequenz, höherem Photonenfluss, höherer Photonenenergie und kürzerer Pulsbreite voran. In Zukunft wird die fortgesetzte Forschung an extremen Ultraviolettlichtquellen mit hoher Wiederholungsfrequenz deren Anwendung in der elektronischen Dynamik und anderen Forschungsfeldern weiter vorantreiben. Gleichzeitig werden die Optimierungs- und Steuerungstechnologie von extremen Ultraviolettlichtquellen mit hoher Wiederholungsfrequenz und ihre Anwendung in experimentellen Techniken wie der Photoelektronenspektroskopie mit Winkelauflösung im Mittelpunkt künftiger Forschung stehen. Darüber hinaus wird erwartet, dass die Technologie der zeitaufgelösten transienten Absorptionsspektroskopie mit Attosekundenauflösung und die Echtzeit-Mikroskopiebildgebungstechnologie auf Basis von extremen Ultraviolettlichtquellen mit hoher Wiederholungsfrequenz weiter untersucht, weiterentwickelt und angewendet werden, um in Zukunft hochpräzise zeitaufgelöste Attosekundenbilder und nanoraumaufgelöste Bilder zu erzielen.