चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोत प्रौद्योगिकी में प्रगति

चरम पराबैंगनी में प्रगतिप्रकाश स्रोत प्रौद्योगिकी

हाल के वर्षों में, अत्यधिक पराबैंगनी उच्च हार्मोनिक स्रोतों ने अपनी प्रबल संसक्ति, लघु स्पंद अवधि और उच्च फोटॉन ऊर्जा के कारण इलेक्ट्रॉन गतिकी के क्षेत्र में व्यापक ध्यान आकर्षित किया है, और विभिन्न वर्णक्रमीय और इमेजिंग अध्ययनों में इनका उपयोग किया गया है। प्रौद्योगिकी की प्रगति के साथ, यहप्रकाश स्रोतउच्च पुनरावृत्ति आवृत्ति, उच्च फोटॉन फ्लक्स, उच्च फोटॉन ऊर्जा और छोटी पल्स चौड़ाई की ओर विकास हो रहा है। यह प्रगति न केवल चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोतों के मापन रिज़ॉल्यूशन को अनुकूलित करती है, बल्कि भविष्य के तकनीकी विकास रुझानों के लिए नई संभावनाएँ भी प्रदान करती है। इसलिए, उच्च पुनरावृत्ति आवृत्ति वाले चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोतों का गहन अध्ययन और समझ अत्याधुनिक तकनीक में महारत हासिल करने और उसे लागू करने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

फेमटोसेकंड और एटोसेकंड समय-पैमाने पर इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी मापों के लिए, एकल किरणपुंज में मापी गई घटनाओं की संख्या अक्सर अपर्याप्त होती है, जिससे विश्वसनीय आँकड़े प्राप्त करने के लिए कम आवृत्ति वाले प्रकाश स्रोत अपर्याप्त हो जाते हैं। साथ ही, कम फोटॉन फ्लक्स वाला प्रकाश स्रोत सीमित एक्सपोज़र समय के दौरान सूक्ष्म इमेजिंग के सिग्नल-टू-शोर अनुपात को कम कर देगा। निरंतर अन्वेषण और प्रयोगों के माध्यम से, शोधकर्ताओं ने उच्च पुनरावृत्ति आवृत्ति वाले चरम पराबैंगनी प्रकाश के उत्पादन अनुकूलन और संचरण डिज़ाइन में कई सुधार किए हैं। उन्नत वर्णक्रमीय विश्लेषण तकनीक और उच्च पुनरावृत्ति आवृत्ति वाले चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोत का उपयोग पदार्थ संरचना और इलेक्ट्रॉनिक गतिशील प्रक्रिया के उच्च परिशुद्धता मापन को प्राप्त करने के लिए किया गया है।

कोणीय विभेदित इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (ARPES) मापन जैसे चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोतों के अनुप्रयोगों में, नमूने को प्रकाशित करने के लिए चरम पराबैंगनी प्रकाश की किरण की आवश्यकता होती है। नमूने की सतह पर इलेक्ट्रॉन चरम पराबैंगनी प्रकाश द्वारा निरंतर अवस्था में उत्तेजित होते हैं, और प्रकाश इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा और उत्सर्जन कोण नमूने की बैंड संरचना की जानकारी रखते हैं। कोण विभेदन फ़ंक्शन वाला इलेक्ट्रॉन विश्लेषक विकिरणित प्रकाश इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है और नमूने के संयोजकता बैंड के पास बैंड संरचना प्राप्त करता है। कम पुनरावृत्ति आवृत्ति वाले चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोत के लिए, क्योंकि इसके एकल स्पंद में बड़ी संख्या में फोटॉन होते हैं, यह कम समय में नमूने की सतह पर बड़ी संख्या में फोटोइलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करेगा, और कूलम्ब अन्योन्यक्रिया प्रकाश इलेक्ट्रॉन गतिज ऊर्जा के वितरण में एक गंभीर वृद्धि लाएगी, जिसे अंतरिक्ष आवेश प्रभाव कहा जाता है। अंतरिक्ष आवेश प्रभाव के प्रभाव को कम करने के लिए, स्थिर फोटॉन फ्लक्स को बनाए रखते हुए प्रत्येक स्पंद में निहित फोटोइलेक्ट्रॉनों को कम करना आवश्यक है, इसलिएलेज़रउच्च पुनरावृत्ति आवृत्ति के साथ चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोत का उत्पादन करने के लिए।

अनुनाद संवर्धित गुहा प्रौद्योगिकी मेगाहर्ट्ज पुनरावृत्ति आवृत्ति पर उच्च क्रम हार्मोनिक्स की पीढ़ी को साकार करती है
60 मेगाहर्ट्ज तक की पुनरावृत्ति दर के साथ एक चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोत प्राप्त करने के लिए, यूनाइटेड किंगडम में ब्रिटिश कोलंबिया विश्वविद्यालय में जोन्स टीम ने एक व्यावहारिक चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोत प्राप्त करने के लिए एक फेमटोसेकंड अनुनाद वृद्धि गुहा (एफएसईसी) में उच्च क्रम हार्मोनिक पीढ़ी का प्रदर्शन किया और इसे समय-समाधान कोणीय संकल्पित इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (टीआर-एआरपीईएस) प्रयोगों में लागू किया। प्रकाश स्रोत 8 से 40 ईवी की ऊर्जा सीमा में 60 मेगाहर्ट्ज की पुनरावृत्ति दर पर एकल हार्मोनिक के साथ प्रति सेकंड 1011 से अधिक फोटॉन संख्याओं का फोटॉन फ्लक्स देने में सक्षम है। उन्होंने एफएसईसी के लिए एक बीज स्रोत के रूप में एक यटरबियम-डोप्ड फाइबर लेजर सिस्टम का इस्तेमाल किया एफएसईसी के भीतर स्थिर अनुनाद वृद्धि प्राप्त करने के लिए, वे फीडबैक नियंत्रण के लिए तीन सर्वो नियंत्रण लूप का उपयोग करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप दो डिग्री स्वतंत्रता पर सक्रिय स्थिरीकरण होता है: एफएसईसी के भीतर पल्स साइकलिंग का राउंड ट्रिप समय लेजर पल्स अवधि से मेल खाता है, और पल्स लिफाफे के संबंध में विद्युत क्षेत्र वाहक का चरण बदलाव (यानी, वाहक लिफाफा चरण, ϕCEO)।

क्रिप्टन गैस को कार्यशील गैस के रूप में उपयोग करके, अनुसंधान दल ने fsEC में उच्च-क्रम हार्मोनिक्स उत्पन्न करने में सफलता प्राप्त की। उन्होंने ग्रेफाइट का Tr-ARPES मापन किया और गैर-तापीय रूप से उत्तेजित इलेक्ट्रॉन समष्टि के तीव्र ऊष्मीकरण और तत्पश्चात धीमी पुनर्संयोजन, साथ ही 0.6 eV से ऊपर फर्मी स्तर के निकट गैर-तापीय रूप से प्रत्यक्ष रूप से उत्तेजित अवस्थाओं की गतिशीलता का अवलोकन किया। यह प्रकाश स्रोत जटिल पदार्थों की इलेक्ट्रॉनिक संरचना के अध्ययन के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण प्रदान करता है। हालाँकि, fsEC में उच्च-क्रम हार्मोनिक्स उत्पन्न करने के लिए परावर्तकता, फैलाव क्षतिपूर्ति, गुहिका की लंबाई के सूक्ष्म समायोजन और तुल्यकालन लॉकिंग की बहुत उच्च आवश्यकताएँ होती हैं, जो अनुनाद-वर्धित गुहिका के संवर्द्धन गुणज को बहुत प्रभावित करेंगी। साथ ही, गुहिका के केंद्र बिंदु पर प्लाज्मा की अरैखिक कला प्रतिक्रिया भी एक चुनौती है। इसलिए, वर्तमान में, इस प्रकार का प्रकाश स्रोत मुख्यधारा का चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोत नहीं बन पाया है।उच्च हार्मोनिक प्रकाश स्रोत.