دەرىجىدىن تاشقىرى ئۇلترا بىنەپشە نۇر مەنبە تېخنىكىسىنىڭ تەرەققىي قىلىشى

ئۇلترا بىنەپشە نۇرنىڭ ئىلگىرىلىشىيورۇقلۇق مەنبەسى تېخنىكىسى

يېقىنقى يىللاردىن بۇيان ، ئۇلترا بىنەپشە نۇرنىڭ يۇقىرى گارمون مەنبەلىرى كۈچلۈك ماسلىشىشچانلىقى ، قىسقا تومۇرنىڭ ئۇزۇنلۇقى ۋە يۇقىرى فوتون ئېنېرگىيىسى سەۋەبىدىن ئېلېكترون دىنامىكىسى ساھەسىدە كىشىلەرنىڭ دىققىتىنى قوزغىدى ۋە ھەر خىل سپېكترا ۋە تەسۋىر ھاسىل قىلىش تەتقىقاتىدا ئىشلىتىلدى. تېخنىكىنىڭ تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ ، بۇيورۇقلۇق مەنبەسىتېخىمۇ يۇقىرى تەكرارلىنىش چاستوتىسى ، تېخىمۇ يۇقىرى فوتون ئېقىمى ، تېخىمۇ يۇقىرى فوتون ئېنېرگىيىسى ۋە تومۇر كەڭلىكى قاتارلىقلارغا قاراپ تەرەققىي قىلماقتا. بۇ ئىلگىرلەش دەرىجىدىن تاشقىرى ئۇلترا بىنەپشە نۇر مەنبەسىنىڭ ئۆلچەش ئېنىقلىقىنى ئەلالاشتۇرۇپلا قالماي ، كەلگۈسىدىكى تېخنىكا تەرەققىيات يۈزلىنىشى ئۈچۈنمۇ يېڭى مۇمكىنچىلىك بىلەن تەمىنلەيدۇ. شۇڭلاشقا ، يۇقىرى تەكرارلىنىش چاستوتىسى ھەددىدىن زىيادە ئۇلترا بىنەپشە نۇر مەنبەسىنى چوڭقۇر تەتقىق قىلىش ۋە چۈشىنىش ئالدىنقى قاتاردىكى تېخنىكىلارنى ئىگىلەش ۋە قوللىنىشتا ئىنتايىن مۇھىم.

ئېلېكترونلۇق سپېكتروسكوپنى ئۆلچەشتە ، ئاياللار ۋە ئاتسېكۇنت ۋاقىت تارازىسىدا ، يەككە لامپا بىلەن ئۆلچەنگەن ۋەقەلەرنىڭ سانى ھەمىشە يېتەرسىز بولۇپ ، ئىشەنچلىك ستاتىستىكىغا ئېرىشىش ئۈچۈن تۆۋەن چاستوتىلىق نۇر مەنبەسى يېتەرلىك ئەمەس. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ، تۆۋەن فوتون ئېقىمى بولغان نۇر مەنبەسى چەكلىك ۋاقىت ئىچىدە مىكروسكوپ تەسۋىرىنىڭ سىگنال بىلەن شاۋقۇن نىسبىتىنى تۆۋەنلىتىدۇ. ئۇدا ئىزدىنىش ۋە تەجرىبە قىلىش ئارقىلىق ، تەتقىقاتچىلار يۇقىرى تەكرارلىنىش چاستوتىسى ئۇلترا بىنەپشە نۇرنىڭ مەھسۇلاتنى ئەلالاشتۇرۇش ۋە يەتكۈزۈش لايىھىسىدە نۇرغۇن ئىلگىرىلەشلەرنى قولغا كەلتۈردى. ئىلغار سپېكتېل ئانالىز تېخنىكىسى يۇقىرى تەكرارلىنىش چاستوتىسى دەرىجىدىن تاشقىرى ئۇلترا بىنەپشە نۇر مەنبەسى بىلەن بىرلەشتۈرۈلۈپ ، ماتېرىيال قۇرۇلمىسى ۋە ئېلېكترونلۇق ھەرىكەتچان جەرياننىڭ يۇقىرى ئېنىقلىق دەرىجىسىنى قولغا كەلتۈردى.

پەۋقۇلئاددە ئۇلترا بىنەپشە نۇر مەنبەسىنىڭ قوللىنىلىشى ، مەسىلەن بۇلۇڭلۇق ھەل قىلىنغان ئېلېكترون سپېكتروسكوپ (ARPES) ئۆلچەش ، ئەۋرىشكەنى يورۇتۇش ئۈچۈن ئىنتايىن ئۇلترا بىنەپشە نۇردىن بىر نۇر تەلەپ قىلىدۇ. ئەۋرىشكە يۈزىدىكى ئېلېكترونلار ئۇلترا بىنەپشە نۇرنىڭ ئۇدا ھالىتىگە ھاياجانلىنىدۇ ، فوتو ئېلېكترونلارنىڭ ھەرىكەت ئېنېرگىيىسى ۋە قويۇپ بېرىش بۇلۇڭىدا ئەۋرىشكىنىڭ بەلۋاغ قۇرۇلمىسى ئۇچۇرى بار. بۇلۇڭ ئېنىقلىق ئىقتىدارىغا ئىگە ئېلېكترونلۇق ئانالىزچى رادىئاتسىيەلىك فوتو ئېلېكتروننى قوبۇل قىلىدۇ ۋە ئەۋرىشكىنىڭ ۋالېنس بەلبېغىغا يېقىن بەلۋاغ قۇرۇلمىسىغا ئېرىشىدۇ. تۆۋەن تەكرارلىنىش چاستوتىسى دەرىجىدىن تاشقىرى ئۇلترا بىنەپشە نۇر مەنبەسىگە نىسبەتەن ، ئۇنىڭ يەككە تومۇرىدا كۆپ مىقداردا فوتون بار بولغاچقا ، ئۇ قىسقا ۋاقىت ئىچىدە ئەۋرىشكە يۈزىدىكى نۇرغۇن ئېلېكتر ئېلېكترونلىرىنى ھاياجانلاندۇرىدۇ ، Coulomb ئۆز-ئارا تەسىر تارقىتىشنىڭ ئېغىر كېڭىيىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. فوتو ئېلېكتر ئېنېرگىيىسى ھەرىكەت ئېنېرگىيىسى ، ئۇ بوشلۇق زەرەتلەش ئۈنۈمى دەپ ئاتىلىدۇ. بوشلۇق زەرەتلەش ئۈنۈمىنىڭ تەسىرىنى ئازايتىش ئۈچۈن ، توختىماي فوتون ئېقىمىنى ساقلاپ قېلىش بىلەن بىللە ، ھەر بىر تومۇردىكى فوتو ئېلېكتروننى ئازايتىش كېرەك ، شۇڭا قوزغاتقۇچنى ھەيدەش كېرەك.لازېريۇقىرى تەكرارلىنىش چاستوتىسى بىلەن ئىنتايىن يۇقىرى ئۇلترا بىنەپشە نۇر مەنبەسىنى ھاسىل قىلىدۇ.

رېزونانىس كۈچەيتىلگەن كاۋاك تېخنىكىسى MHz تەكرارلاش چاستوتىسىدا يۇقىرى تەرتىپلىك گارمون ھاسىل قىلىشنى ئەمەلگە ئاشۇرىدۇ
تەكرارلىنىش نىسبىتى 60MHz غا يېتىدىغان پەۋقۇلئاددە ئۇلترا بىنەپشە نۇر مەنبەسىگە ئېرىشىش ئۈچۈن ، ئەنگىلىيە ئەنگىلىيە كولۇمبىيە ئۇنۋېرسىتىتىدىكى جونېس ئەترىتى ئاياللار فوسېكوند رېزونانىسنى كۈچەيتىش بوشلۇقىدا (fsEC) يۇقىرى تەرتىپلىك گارمون ھاسىل قىلدى. دەرىجىدىن تاشقىرى ئۇلترا بىنەپشە نۇر مەنبەسى ۋە ئۇنى ۋاقىت ھەل قىلىنغان بۇلۇڭلۇق ھەل قىلىنغان ئېلېكترون سپېكتروسكوپ (Tr-ARPES) تەجرىبىسىگە قوللاندى. يورۇقلۇق مەنبەسى 8 دىن 40 eV غىچە بولغان ئېنېرگىيە دائىرىسىدە تەكرارلىنىش نىسبىتى 60MHz بولغان يەككە گارمون بىلەن سېكۇنتتا 1011 دىن ئارتۇق فوتون نومۇرىنى يەتكۈزەلەيدۇ. ئۇلار ytterbium كۆپەيتىلگەن تالالىق لازېر سىستېمىسىنى fsEC نىڭ ئۇرۇق مەنبەسى سۈپىتىدە ئىشلىتىپ ، خاسلاشتۇرۇلغان لازېر سىستېمىسى لايىھىسى ئارقىلىق تومۇرنىڭ ئالاھىدىلىكىنى كونترول قىلىپ ، توشۇغۇچى كونۋېرتنىڭ ئۆچۈرۈلۈش چاستوتىسى (fCEO) شاۋقۇنىنى ئەڭ تۆۋەن چەككە چۈشۈرۈپ ، كۈچەيتكۈچ زەنجىرىنىڭ ئاخىرىدا تومۇرنى قىسىش ئالاھىدىلىكىنى ساقلاپ قالغان. FsEC ئىچىدە مۇقىم رېزونانىسنى ئاشۇرۇشنى ئىشقا ئاشۇرۇش ئۈچۈن ، ئۇلار ئۈچ خىل مۇلازىمېتىر كونترول ھالقىسىنى ئىشلىتىپ ئىنكاس قايتۇرۇشنى كونترول قىلىدۇ ، نەتىجىدە ئىككى دەرىجىدىكى ئەركىنلىكتە ئاكتىپ مۇقىملىشىدۇ: fsEC ئىچىدىكى تومۇر ۋېلىسىپىت مىنىشنىڭ ئايلىنىش ۋاقتى لازېر تومۇر دەۋرى بىلەن ماس كېلىدۇ. ئېلېكتر مەيدانى توشۇغۇچىنىڭ تومۇر كونۋېرتقا قارىتا (يەنى توشۇغۇچى كونۋېرت باسقۇچى ، ϕCEO).

تەتقىقات گۇرۇپپىسى كرىپتون گازىنى خىزمەت گازى قىلىپ ئىشلىتىش ئارقىلىق ، fsEC دا تېخىمۇ يۇقىرى تەرتىپلىك گارمون ھاسىل قىلدى. ئۇلار گرافتنىڭ Tr-ARPES ئۆلچەش نەتىجىسىنى ئىجرا قىلدى ھەمدە ئىسسىقلىق بىلەن ھاياجانلانمىغان ئېلېكترون توپىنىڭ تېز سۈرئەتتە ئىسسىقلىق تارقىتىش ۋە ئاستا ئاستا قايتا ھاسىل بولۇشىنى ، شۇنداقلا فېرمى سەۋىيىسىگە يېقىن ئىسسىقلىق بىلەن ھاياجانلانمىغان ھالەتلەرنىڭ ھەرىكەتچانلىقىنى 0.6 eV دىن يۇقىرى كۆتۈردى. بۇ نۇر مەنبەسى مۇرەككەپ ماتېرىياللارنىڭ ئېلېكترونلۇق قۇرۇلمىسىنى تەتقىق قىلىدىغان مۇھىم قورال بىلەن تەمىنلەيدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، fsEC دا يۇقىرى دەرىجىدىكى گارموننىڭ ھاسىل بولۇشى نۇر قايتۇرۇش ، تارقاقلاشتۇرۇش تولۇقلىمىسى ، كاۋاك ئۇزۇنلۇقىنى ئىنچىكە تەڭشەش ۋە ماس قەدەملىك قۇلۇپلاشقا ئىنتايىن يۇقىرى تەلەپلەرنى قويدى ، بۇ رېزونانىس كۈچەيتىلگەن كاۋاكنىڭ كۆپىيىشىگە زور تەسىر كۆرسىتىدۇ. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ، پلازمانىڭ كاۋاك مەركىزىدىكى سىزىقسىز فازا ئىنكاسىمۇ بىر خىرىس. شۇڭلاشقا ، ھازىر ، بۇ خىل نۇر مەنبەسى ئاساسىي ئېقىن ئۇلترا بىنەپشە نۇرغا ئايلانمىدىيۇقىرى گارمون نۇر مەنبەسى.