面向时间-角分辨光致发射谱学的高谐波生成光源,具极化选择性和亚百微米光斑
介观与纳米尺度物理
2025-10-21 v1 光学
摘要
高质量的超快光源是发展先进时间-角分辨光致发射谱学 (TrARPES) 的关键因素。尽管过去十年中,HHG 光源在 TrARPES 中的应用有所显著增加,但对 HHG 探针光斑大小的优化以及对光极化的选择性控制——这两者在 TrARPES 测量中都至关重要——鲜有被探索。本文报道了我们实现的高质量 HHG 探针源,光斑尺寸可优化至 57 m 90 m,并实现了光极化的选择性控制,同时配合 10 kHz 放大激光的 MIR 泵源用于 TrARPES 测量。该 HHG 探针源的选择性极化控制允许增强具有不同轨道贡献或对称性的能带,如我们在几个典型过渡金属硫化物材料 (TMDCs) 以及拓扑绝缘体 BiSe 的实验数据所示。此外,通过将 HHG 探针源与 2 m 波长的 MIR 泵源组合,TrARPES 在双层石墨烯上实现了 140 fs 的时间分辨率,允许区分石墨烯中两种不同的松弛过程。这种高质量的 HHG 探针源搭配 MIR 泵源,拓展了 TrARPES 在揭示量子材料中超快动力学和光诱导新现象方面的能力。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.16546,
title = {High harmonic generation light source with polarization selectivity and sub-100-$\mu$m beam size for time- and angle-resolved photoemission spectroscopy},
author = {Haoyuan Zhong and Xuanxi Cai and Changhua Bao and Fei Wang and Tianyun Lin and Yudong Chen and Sainan Peng and Lin Tang and Chen Gu and Zhensheng Tao and Hongyun Zhang and Shuyun Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.16546},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 5 figures