用于HHG的紫外光子源单色化

介绍

超短相干软x射线脉冲的发展为纳米结构的衍射显微镜、超快泵探测光谱或超快原子、分子或磁现象的研究等应用铺平了道路。万博电脑网页版登录特别令人感兴趣的是高谐波产生(HHG)。它是一种小型桌面光源，提供VUV到XUV范围内的超短飞秒光脉冲。在这个过程中，不同波长的整个光谱同时在一束中释放出来。许多应用需万博电脑网页版登录要将光束单色化并聚焦在目标上。在这里，我们研究了一种所谓的离轴反射带板(RZP)的光学特性(焦斑、衍射光谱、时间色散和能量分辨率)，它只需要一个光学元件就可以满足这些要求。为了实现这一目标，用安多CCD相机记录了衍射光。

图1:实验设置

实验装置

该装置由Ti:蓝宝石激光器驱动氙气电池中的HHG过程组成。我们实验产生的相关谐波谱在15 ~ 45 eV之间，其中有三个突出的峰值分别为20.4 eV、23.6 eV和26.7 eV。因此，计算了这些能量的三个RZPs，并在硅衬底上的全反射金镜上制作。每个RZP将其指定的能量集中在相同的距离和地点。rzp安装在一个机械臂上进行校准，并使rzp之间能够切换。

利用高灵敏度的Andor x射线CCD相机(Andor iKon-L DO936N-MW-BN)对所得光谱进行成像并研究其光学特性。由于单次谐波的低通量，高灵敏度是必要的。连接到相机内部触发器的快门控制光束，并与数据采集同步。

结果与讨论

RZP的基本原理与经典菲涅耳带片相同，但有两个区别:它工作在反射模式下(与经典菲涅耳带片的透射模式相反)，它的带结构不是同心的，而是从一个角度看(这里是30°)，结合了光栅的色散特性和菲涅耳原理的聚焦能力。图2显示了其中一个RZPs和放大焦斑的典型衍射光谱。所需的谐波集中在CCD芯片上，而其他谐波集中在芯片前(高谐波)或芯片后(低谐波)，因此显得模糊。该芯片由2048 x 2048像素组成，每个像素的尺寸为13.5 μm²。大视场提供了几乎所有光谱线/光斑的可见性，而无需改变RZP的方向。同时，由于像素足够小，可以可靠地测量光斑尺寸(100 μm - 200 μm)和谐波间距，从而计算能量分辨率和色散。通过比较焦点光斑的强度和光谱的剩余部分，可以完成传输效率的测定。得到了RZP聚焦VUV光的量子效率和曝光时间的近似表达式。

图2所示。RZP衍射全HHG光谱(26.69 eV)

感谢:

Mateusz Ibek
同步辐射的方法和仪器
德国柏林亥姆霍兹材料与能源研究中心

M. Ibek1, T. Leitner1, A. Erko2, A. Firsov2, P. Wernet2
¹同步辐射研究方法与仪器，柏林亥姆霍兹材料与能源中心
²纳米光学与技术，柏林亥姆霍兹材料与能源中心(2011年2月)