使用桌面型 11eV 激光的高分辨率角分辨光电子能谱

我们开发了一种波长为 $113.778$nm (10.897eV) 的桌面型真空紫外 (VUV) 激光器，并展示了其作为高分辨率角分辨光电子能谱 (ARPES) 光子源的可行性。这种亚纳秒脉冲 VUV 激光器以 10MHz 的重复频率运行，提供 2$\times$10$^{12}$ 光子/秒的通量，能够实现能量和动量分辨率分别优于 2meV 和 0.012\AA$^{-1}$ 的光电子能谱测量。空间电荷诱导的能量偏移和光谱展宽可降低至 2meV 以下。该装置可达到高达 1.2\AA$^{-1}$ 的电子动量，从而能够完全覆盖大多数材料的第一布里渊区。对 VUV 源线偏振、重复频率和光子通量的控制，促进了对广泛量子材料的 ARPES 研究，弥合了当代低能量激光 ARPES 与同步辐射 ARPES 之间的应用差距。我们描述了该光源的原理和运行特性，并展示了其在稀土金属三碲化物、高温铜氧化物超导体和铁基超导体上的性能表现。