ਅਤਿਅੰਤ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਸਰੋਤ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਤਰੱਕੀ

ਅਤਿਅੰਤ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਵਿੱਚ ਤਰੱਕੀਰੋਸ਼ਨੀ ਸਰੋਤ ਤਕਨਾਲੋਜੀ

ਹਾਲ ਹੀ ਦੇ ਸਾਲਾਂ ਵਿੱਚ, ਅਤਿਅੰਤ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਉੱਚ ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਸਰੋਤਾਂ ਨੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​​​ਸੰਗਠਿਤਤਾ, ਛੋਟੀ ਪਲਸ ਮਿਆਦ ਅਤੇ ਉੱਚ ਫੋਟੌਨ ਊਰਜਾ ਦੇ ਕਾਰਨ ਵਿਆਪਕ ਧਿਆਨ ਖਿੱਚਿਆ ਹੈ, ਅਤੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਅਤੇ ਇਮੇਜਿੰਗ ਅਧਿਐਨਾਂ ਵਿੱਚ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਤਰੱਕੀ ਦੇ ਨਾਲ, ਇਹਰੋਸ਼ਨੀ ਸਰੋਤਉੱਚ ਦੁਹਰਾਓ ਦੀ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ, ਉੱਚ ਫੋਟੌਨ ਪ੍ਰਵਾਹ, ਉੱਚ ਫੋਟੌਨ ਊਰਜਾ ਅਤੇ ਛੋਟੀ ਪਲਸ ਚੌੜਾਈ ਵੱਲ ਵਿਕਾਸ ਕਰ ਰਿਹਾ ਹੈ। ਇਹ ਐਡਵਾਂਸ ਨਾ ਸਿਰਫ਼ ਅਤਿਅੰਤ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਸਰੋਤਾਂ ਦੇ ਮਾਪ ਰੈਜ਼ੋਲੂਸ਼ਨ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਸਗੋਂ ਭਵਿੱਖ ਦੇ ਤਕਨੀਕੀ ਵਿਕਾਸ ਦੇ ਰੁਝਾਨਾਂ ਲਈ ਨਵੀਆਂ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ ਵੀ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਉੱਚ ਦੁਹਰਾਓ ਦੀ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਵਾਲੇ ਅਤਿਅੰਤ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਸਰੋਤ ਦਾ ਡੂੰਘਾਈ ਨਾਲ ਅਧਿਐਨ ਅਤੇ ਸਮਝ ਅਤਿ-ਆਧੁਨਿਕ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਮੁਹਾਰਤ ਹਾਸਲ ਕਰਨ ਅਤੇ ਲਾਗੂ ਕਰਨ ਲਈ ਬਹੁਤ ਮਹੱਤਵ ਰੱਖਦੀ ਹੈ।

ਫੈਮਟੋਸੈਕੰਡ ਅਤੇ ਐਟੋਸੈਕੰਡ ਟਾਈਮ ਸਕੇਲਾਂ 'ਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਸਪੈਕਟ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਮਾਪਾਂ ਲਈ, ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਬੀਮ ਵਿੱਚ ਮਾਪੀਆਂ ਘਟਨਾਵਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਅਕਸਰ ਨਾਕਾਫ਼ੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਘੱਟ ਆਵਿਰਤੀ ਵਾਲੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸਰੋਤ ਭਰੋਸੇਯੋਗ ਅੰਕੜੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਨਾਕਾਫ਼ੀ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਉਸੇ ਸਮੇਂ, ਘੱਟ ਫੋਟੌਨ ਪ੍ਰਵਾਹ ਵਾਲਾ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸਰੋਤ ਸੀਮਤ ਐਕਸਪੋਜ਼ਰ ਸਮੇਂ ਦੌਰਾਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪਿਕ ਇਮੇਜਿੰਗ ਦੇ ਸਿਗਨਲ-ਟੂ-ਆਵਾਜ਼ ਅਨੁਪਾਤ ਨੂੰ ਘਟਾ ਦੇਵੇਗਾ। ਨਿਰੰਤਰ ਖੋਜ ਅਤੇ ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਦੁਆਰਾ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਉੱਚ ਦੁਹਰਾਓ ਦੀ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਅਤਿ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਦੇ ਉਪਜ ਅਨੁਕੂਲਨ ਅਤੇ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਸੁਧਾਰ ਕੀਤੇ ਹਨ। ਉੱਚ ਦੁਹਰਾਓ ਦੀ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਅਤਿ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਸਰੋਤ ਦੇ ਨਾਲ ਸੰਯੁਕਤ ਉੱਨਤ ਸਪੈਕਟ੍ਰਲ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਬਣਤਰ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੇ ਉੱਚ ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਮਾਪ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ।

ਅਤਿਅੰਤ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਸਰੋਤਾਂ ਦੀਆਂ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਐਂਗੁਲਰ ਰੈਜ਼ੋਲਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਸਪੈਕਟ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (ARPES) ਮਾਪ, ਨੂੰ ਨਮੂਨੇ ਨੂੰ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਮਾਨ ਕਰਨ ਲਈ ਅਤਿਅੰਤ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਦੀ ਇੱਕ ਬੀਮ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਨਮੂਨੇ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਅਤਿਅੰਤ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਦੁਆਰਾ ਨਿਰੰਤਰ ਸਥਿਤੀ ਲਈ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਦੀ ਗਤੀ ਊਰਜਾ ਅਤੇ ਨਿਕਾਸੀ ਕੋਣ ਨਮੂਨੇ ਦੀ ਬੈਂਡ ਬਣਤਰ ਦੀ ਜਾਣਕਾਰੀ ਰੱਖਦਾ ਹੈ। ਐਂਗਲ ਰੈਜ਼ੋਲਿਊਸ਼ਨ ਫੰਕਸ਼ਨ ਵਾਲਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਐਨਾਲਾਈਜ਼ਰ ਰੇਡੀਏਟਿਡ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਨਮੂਨੇ ਦੇ ਵੈਲੈਂਸ ਬੈਂਡ ਦੇ ਨੇੜੇ ਬੈਂਡ ਬਣਤਰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਘੱਟ ਦੁਹਰਾਉਣ ਦੀ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਵਾਲੇ ਅਤਿਅੰਤ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਸਰੋਤ ਲਈ, ਕਿਉਂਕਿ ਇਸਦੀ ਸਿੰਗਲ ਪਲਸ ਵਿੱਚ ਵੱਡੀ ਗਿਣਤੀ ਵਿੱਚ ਫੋਟੌਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਇਹ ਥੋੜ੍ਹੇ ਸਮੇਂ ਵਿੱਚ ਨਮੂਨੇ ਦੀ ਸਤਹ 'ਤੇ ਵੱਡੀ ਗਿਣਤੀ ਵਿੱਚ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕਰੇਗਾ, ਅਤੇ ਕੂਲੋਂਬ ਇੰਟਰੈਕਸ਼ਨ ਡਿਸਟ੍ਰੀਬਿਊਸ਼ਨ ਨੂੰ ਇੱਕ ਗੰਭੀਰ ਚੌੜਾ ਕਰਨ ਬਾਰੇ ਲਿਆਏਗਾ। ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਊਰਜਾ ਦਾ, ਜਿਸ ਨੂੰ ਸਪੇਸ ਚਾਰਜ ਪ੍ਰਭਾਵ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਸਪੇਸ ਚਾਰਜ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ, ਨਿਰੰਤਰ ਫੋਟੌਨ ਪ੍ਰਵਾਹ ਨੂੰ ਕਾਇਮ ਰੱਖਦੇ ਹੋਏ ਹਰੇਕ ਪਲਸ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣਾ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਇਹ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ ਕਿਲੇਜ਼ਰਉੱਚ ਦੁਹਰਾਉਣ ਦੀ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਦੇ ਨਾਲ ਅਤਿਅੰਤ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਸਰੋਤ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਉੱਚ ਦੁਹਰਾਉਣ ਦੀ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਦੇ ਨਾਲ।

ਰੈਜ਼ੋਨੈਂਸ ਐਨਹਾਂਸਡ ਕੈਵਿਟੀ ਟੈਕਨੋਲੋਜੀ MHz ਦੁਹਰਾਉਣ ਦੀ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ 'ਤੇ ਉੱਚ ਕ੍ਰਮ ਦੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਨੂੰ ਮਹਿਸੂਸ ਕਰਦੀ ਹੈ
60 MHz ਤੱਕ ਦੀ ਦੁਹਰਾਓ ਦਰ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਅਤਿਅੰਤ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਸਰੋਤ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ, ਯੂਨਾਈਟਿਡ ਕਿੰਗਡਮ ਵਿੱਚ ਬ੍ਰਿਟਿਸ਼ ਕੋਲੰਬੀਆ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਵਿੱਚ ਜੋਨਸ ਟੀਮ ਨੇ ਇੱਕ ਵਿਹਾਰਕ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਫੈਮਟੋਸੈਕੰਡ ਰੈਜ਼ੋਨੈਂਸ ਐਨਹਾਂਸਮੈਂਟ ਕੈਵਿਟੀ (fsEC) ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਕ੍ਰਮ ਵਿੱਚ ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ। ਅਤਿਅੰਤ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਰੋਸ਼ਨੀ ਸਰੋਤ ਅਤੇ ਇਸ ਨੂੰ ਸਮੇਂ-ਹੱਲ ਕੀਤੇ ਐਂਗੁਲਰ ਰੈਜ਼ੋਲਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਸਪੈਕਟ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (Tr-ARPES) ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਵਿੱਚ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ। ਰੋਸ਼ਨੀ ਸਰੋਤ 8 ਤੋਂ 40 eV ਦੀ ਊਰਜਾ ਰੇਂਜ ਵਿੱਚ 60 MHz ਦੀ ਦੁਹਰਾਓ ਦਰ 'ਤੇ ਸਿੰਗਲ ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਦੇ ਨਾਲ ਪ੍ਰਤੀ ਸਕਿੰਟ 1011 ਫੋਟੌਨ ਸੰਖਿਆਵਾਂ ਤੋਂ ਵੱਧ ਦਾ ਇੱਕ ਫੋਟੌਨ ਪ੍ਰਵਾਹ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਨ ਦੇ ਸਮਰੱਥ ਹੈ। ਉਹਨਾਂ ਨੇ ਐਫਐਸਈਸੀ ਲਈ ਇੱਕ ਬੀਜ ਸਰੋਤ ਵਜੋਂ ਇੱਕ ਯਟਰਬਿਅਮ-ਡੋਪਡ ਫਾਈਬਰ ਲੇਜ਼ਰ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ, ਅਤੇ ਕੈਰੀਅਰ ਲਿਫਾਫੇ ਆਫਸੈੱਟ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ (fCEO) ਸ਼ੋਰ ਨੂੰ ਘੱਟ ਕਰਨ ਅਤੇ ਐਂਪਲੀਫਾਇਰ ਚੇਨ ਦੇ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਚੰਗੀ ਪਲਸ ਕੰਪਰੈਸ਼ਨ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਣ ਲਈ ਇੱਕ ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਲੇਜ਼ਰ ਸਿਸਟਮ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਦੁਆਰਾ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਪਲਸ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ। ਐਫਐਸਈਸੀ ਦੇ ਅੰਦਰ ਸਥਿਰ ਗੂੰਜ ਵਧਾਉਣ ਲਈ, ਉਹ ਫੀਡਬੈਕ ਨਿਯੰਤਰਣ ਲਈ ਤਿੰਨ ਸਰਵੋ ਕੰਟਰੋਲ ਲੂਪਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਦੋ ਡਿਗਰੀ ਦੀ ਸੁਤੰਤਰਤਾ 'ਤੇ ਕਿਰਿਆਸ਼ੀਲ ਸਥਿਰਤਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ: fsEC ਦੇ ਅੰਦਰ ਪਲਸ ਸਾਈਕਲਿੰਗ ਦਾ ਗੋਲ ਟ੍ਰਿਪ ਸਮਾਂ ਲੇਜ਼ਰ ਪਲਸ ਪੀਰੀਅਡ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਪੜਾਅ ਸ਼ਿਫਟ। ਪਲਸ ਲਿਫਾਫੇ ਦੇ ਸੰਬੰਧ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਕੈਰੀਅਰ ਦਾ (ਭਾਵ, ਕੈਰੀਅਰ ਲਿਫਾਫੇ ਪੜਾਅ, ϕCEO)।

ਕ੍ਰਿਪਟਨ ਗੈਸ ਨੂੰ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਗੈਸ ਵਜੋਂ ਵਰਤ ਕੇ, ਖੋਜ ਟੀਮ ਨੇ fsEC ਵਿੱਚ ਉੱਚ-ਆਰਡਰ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ ਦੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ। ਉਹਨਾਂ ਨੇ ਗ੍ਰੈਫਾਈਟ ਦੇ Tr-ARPES ਮਾਪ ਕੀਤੇ ਅਤੇ ਗੈਰ-ਥਰਮਲ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਆਬਾਦੀ ਦੇ ਤੇਜ਼ ਥਰਮੀਏਸ਼ਨ ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਹੌਲੀ ਪੁਨਰ-ਸੰਯੋਜਨ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ 0.6 eV ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਫਰਮੀ ਪੱਧਰ ਦੇ ਨੇੜੇ ਗੈਰ-ਥਰਮਲ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਰਾਜਾਂ ਦੀ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਨੂੰ ਦੇਖਿਆ। ਇਹ ਰੋਸ਼ਨੀ ਸਰੋਤ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਬਣਤਰ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਸਾਧਨ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, fsEC ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਕ੍ਰਮ ਦੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ ਦੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਤੀਬਿੰਬਤਾ, ਫੈਲਾਅ ਮੁਆਵਜ਼ੇ, ਕੈਵਿਟੀ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਵਧੀਆ ਸਮਾਯੋਜਨ ਅਤੇ ਸਮਕਾਲੀ ਤਾਲਾਬੰਦੀ ਲਈ ਬਹੁਤ ਉੱਚ ਲੋੜਾਂ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ ਗੂੰਜ-ਵਿਸਤ੍ਰਿਤ ਕੈਵਿਟੀ ਦੇ ਵਿਸਤਾਰ ਮਲਟੀਪਲ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰੇਗੀ। ਇਸ ਦੇ ਨਾਲ ਹੀ, ਕੈਵਿਟੀ ਦੇ ਫੋਕਲ ਪੁਆਇੰਟ 'ਤੇ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਦੀ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਪੜਾਅ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਵੀ ਇੱਕ ਚੁਣੌਤੀ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ, ਇਸ ਕਿਸਮ ਦਾ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਸਰੋਤ ਮੁੱਖ ਧਾਰਾ ਅਤਿ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਨਹੀਂ ਬਣ ਗਿਆ ਹੈਉੱਚ ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਰੋਸ਼ਨੀ ਸਰੋਤ.