“我是在美国工作期间偶尔读到一篇文献,其中介绍了可采用激光作为光电子能谱仪光源,并且发现文章的作者是中国人。由于我在美国一直是从事角分辨光电子能谱的研究,因此,当读到这篇文献时,激动的心情实在是难以用语言表达。我立刻向我的导师赵忠贤院士发去了电子邮件,希望能通过他与文章作者取得联系。”周研究员回忆道。
此外,由于真空紫外激光的使用,使得这一系统还具有一些独特的优势,从而把现有的技术提高到一个新的台阶。如采用的真空紫外激光能量分辨率为0.26meV,整体系统的能量分辨率达到0.68meV,是目前国际上角分辨光电子能谱达到的最佳能量分辨率,比通常的同步辐射光源提高了一个量级。动量分辨率也有显著的提高。真空紫外激光产生的光束流量则比通常的同步辐射光源提高两到三个量级。
周研究员告诉笔者,初步的实验结果表明,该系统工作正常,测量的数据精确,对高温超导体Bi2212的测量,获得了线宽为12meV的能量分布曲线,这是目前所有文献中测量的最窄线宽。对LSCO等高温超导体的初步测量,表明该真空紫外激光角分辨光电子能谱仪适合于开展复杂体系的精细电子结构的研究。
人工晶体点亮新一代激光光源
“这一项目是由三个课题组合作完成的:中国科学院理化所陈创天院士领导的研究组发明了一种新型紫外非线性光学晶体——KBBF晶体,这是目前可匹配倍频波长最短的晶体;但由于KBBF晶体具有层状习性,无法按照相位匹配方向切割,不能直接实现六倍频相位匹配。而六倍频深紫外激光对于开拓深紫外光谱学、能谱学等领域的研究具有重要意义。因此,陈创天院士和中国科学院物理所许祖彦院士共同提出了一种棱镜耦合方法,用两个棱镜通过光胶耦合在KBBF晶体两面,将光耦合进晶体实现相位匹配,解决了六倍频匹配问题。这一技术已获得中国、美国、日本三国的发明专利;我本人领导的课题组则负责能谱仪部分的搭建,以及整个系统的整合。”
“如果把我们的工作比喻成一部交响乐的话,那么陈、许两位院士所完成的部分应当说是这部交响乐中最华采的乐章。可以这样认为,没有KBBF晶体和棱镜耦合技术就不可能有这样一台超高分辨率光电子能谱仪。”周研究员诚恳地表示。