ʻO ka holomua ʻana i ka ʻenehana kumu kukui ultraviolet koʻikoʻi

Nā holomua i ka ultraviolet koʻikoʻiʻenehana kumu kukui

I nā makahiki i hala iho nei, ua huki nui ʻia ka manaʻo o nā kumu harmonic kiʻekiʻe ultraviolet kiʻekiʻe ma ke kahua o ka dynamics electron ma muli o ko lākou coherence ikaika, ka lōʻihi pulse pōkole a me ka ikehu photon kiʻekiʻe, a ua hoʻohana ʻia i nā haʻawina spectral a me nā kiʻi like ʻole. Me ka holomua o ka ʻenehana, ʻo kēiakumu kukuike ulu nei i ke alapine hana hou kiʻekiʻe, ke kahe photon kiʻekiʻe, ka ikehu photon kiʻekiʻe a me ka laulā pulse pōkole. ʻAʻole wale kēia holomua e hoʻomaikaʻi i ka hoʻonā ana o nā kumu kukui ultraviolet koʻikoʻi, akā hāʻawi pū i nā mea hou no nā ʻano hoʻomohala ʻenehana e hiki mai ana. No laila, ʻo ke aʻo hohonu a me ka hoʻomaopopo ʻana i ke alapine hana hou kiʻekiʻe o ke kumu kukui ultraviolet koʻikoʻi he mea nui loa ia no ka hoʻopaʻa ʻana a me ka hoʻopili ʻana i ka ʻenehana ʻoi loa.

No nā ana ʻana o ka spectroscopy electron ma nā pae manawa femtosecond a me attosecond, ʻaʻole lawa ka nui o nā hanana i ana ʻia i loko o hoʻokahi kukuna, e hana ana i nā kumu kukui haʻahaʻa haʻahaʻa e lawa ʻole e loaʻa ai nā helu hilinaʻi. I ka manawa like, ʻo ke kumu kukui me ka flux photon haʻahaʻa e hōʻemi i ka ratio signal-to-noise o ke kiʻi microscopic i ka manawa hōʻike palena. Ma o ka ʻimi mau ʻana a me nā hoʻokolohua, ua hana nā mea noiʻi i nā hoʻomaikaʻi he nui i ka hoʻonui ʻana i ka hua a me ka hoʻolālā hoʻoili o ke kukui ultraviolet kiʻekiʻe pinepine. Ua hoʻohana ʻia ka ʻenehana loiloi spectral holomua i hui pū ʻia me ke kumu kukui ultraviolet kiʻekiʻe pinepine pinepine e hoʻokō i ke ana pololei kiʻekiʻe o ka hoʻonohonoho mea a me ke kaʻina hana uila.

ʻO nā noi o nā kumu kukui ultraviolet koʻikoʻi, e like me ke ana ʻana o ka angular resolved electron spectroscopy (ARPES), pono i kahi kukuna o ke kukui ultraviolet koʻikoʻi e hoʻomālamalama i ka laʻana. Hoʻonāukiuki ʻia nā electrons ma luna o ka laʻana i ke kūlana hoʻomau e ka mālamalama ultraviolet koʻikoʻi, a ʻo ka ikehu kinetic a me ka hoʻokuʻu ʻana o ke kihi o nā photoelectrons e loaʻa ka ʻike hoʻonohonoho band o ka laʻana. Loaʻa i ka mea kālailai electron me ka hana hoʻonā Angle nā ​​​​photoelectrons i hoʻāla ʻia a loaʻa i ke ʻano band kokoke i ka valence band o ka laʻana. No ke kumu kukui ultraviolet koʻikoʻi haʻahaʻa pinepine, no ka mea, ʻo kāna pulse hoʻokahi he nui nā photons, e hoʻonāukiuki ia i ka nui o nā photoelectrons ma luna o ka laʻana i ka manawa pōkole, a ʻo ka pilina Coulomb e lawe mai i kahi ākea koʻikoʻi o ka hoʻolaha ʻana o ka ikehu kinetic photoelectron, i kapa ʻia ʻo ka hopena uku hakahaka. I mea e hōʻemi ai i ka hopena o ka hopena uku hakahaka, pono e hōʻemi i nā photoelectrons i loko o kēlā me kēia pulse me ka mālama ʻana i ka flux photon mau, no laila pono e hoʻokele i kalaserme ke alapine (pinepine) hana hou ʻia e hana i ke kumu kukui ultraviolet koʻikoʻi me ke alapine (pinepine) hana hou ʻia.

Hoʻomaopopo ka ʻenehana cavity i hoʻonui ʻia e ka resonance i ka hanauna o nā harmonics kauoha kiʻekiʻe ma ka alapine hana hou ʻana o MHz
I mea e loaʻa ai kahi kumu kukui ultraviolet koʻikoʻi me ka helu hana hou a hiki i ka 60 MHz, ua hana ka hui Jones ma ke Kulanui o British Columbia ma United Kingdom i ka hanauna harmonic kiʻekiʻe i loko o kahi lua hoʻonui resonance femtosecond (fsEC) e hoʻokō ai i kahi kumu kukui ultraviolet koʻikoʻi a hoʻopili iā ia i nā hoʻokolohua spectroscopy electron resolved angular (Tr-ARPES) i hoʻoholo ʻia i ka manawa. Hiki i ke kumu kukui ke hāʻawi i kahi flux photon o nā helu photon ma mua o 1011 i kekona me kahi harmonic hoʻokahi ma ka helu hana hou o 60 MHz ma ka pae ikehu o 8 a 40 eV. Ua hoʻohana lākou i kahi ʻōnaehana laser fiber doped ytterbium ma ke ʻano he kumu hua no fsEC, a ua kāohi i nā ʻano pulse ma o kahi hoʻolālā ʻōnaehana laser i hoʻopilikino ʻia e hōʻemi i ka walaʻau o ka carrier envelope offset frequency (fCEO) a mālama i nā ʻano compression pulse maikaʻi ma ka hopena o ke kaulahao amplifier. No ka hoʻokō ʻana i ka hoʻonui ʻana o ka resonance paʻa i loko o ka fsEC, hoʻohana lākou i ʻekolu mau loops mana servo no ka kaohi ʻana i ka manaʻo hoʻihoʻi, e hopena ana i ka hoʻopaʻa ʻana hana ma ʻelua kekelē o ke kūʻokoʻa: ʻo ka manawa huakaʻi puni o ka pulse cycle i loko o ka fsEC e kūlike me ka wā pulse laser, a me ka neʻe ʻana o ka pae o ka mea lawe kahua uila e pili ana i ka envelope pulse (ʻo ia hoʻi, ka pae envelope mea lawe, ϕCEO).

Ma ka hoʻohana ʻana i ke kinoea krypton ma ke ʻano he kinoea hana, ua hoʻokō ka hui noiʻi i ka hana ʻana o nā harmonics kiʻekiʻe ma fsEC. Ua hana lākou i nā ana Tr-ARPES o ka graphite a ua nānā i ka thermiation wikiwiki a me ka hoʻohui hou ʻana o nā heluna electron i hoʻonāukiuki ʻole ʻia e ka thermal, a me ka dynamics o nā kūlana i hoʻonāukiuki pololei ʻole ʻia e ka thermal kokoke i ka pae Fermi ma luna o 0.6 eV. Hāʻawi kēia kumu kukui i kahi mea hana koʻikoʻi no ke aʻo ʻana i ka ʻōnaehana uila o nā mea paʻakikī. Eia nō naʻe, ʻo ka hana ʻana o nā harmonics kauoha kiʻekiʻe ma fsEC he mau koi kiʻekiʻe loa no ka reflectivity, ka uku hoʻopuehu, ka hoʻoponopono maikaʻi ʻana o ka lōʻihi o ka lua a me ka laka synchronization, kahi e hoʻopilikia nui ai i ka hoʻonui ʻana o ka lua i hoʻonui ʻia e ka resonance. I ka manawa like, ʻo ka pane nonlinear phase o ka plasma ma ke kiko kikowaena o ka lua he mea paʻakikī nō hoʻi. No laila, i kēia manawa, ʻaʻole i lilo kēia ʻano kumu kukui i ka ultraviolet nui loa.kumu kukui harmonic kiʻekiʻe.