[发明专利]一种具有空间分辨能力的深紫外角分辨光电子能谱光源

权利要求书

1.一种具有空间分辨能力的深紫外角分辨光电子能谱光源，其特征在于，它包括依次连接的连续激光器(1)、基频光调节模块、深紫外激光产生模块、深紫外激光整形与准直模块和深紫外激光功能实现模块；

所述基频光调节模块用于对连续激光器(1)产生激光的基频光功率与偏振方向进行调整；

所述深紫外激光产生模块包括KBBF晶体(11)，用于针对经所述基频光调节模块调整后的激光构建基频光与KBBF晶体(11)相互作用产生倍频激光所需的包括满足激发功率阈值与相位匹配条件的必要环境，所述匹配条件是指光束偏振方向和入射角度与KBBF晶体(11)的晶格匹配；

所述深紫外激光整形与准直模块用于对倍频激光进行整形，并对整形后的光束进行扩束准直；

所述深紫外激光功能实现模块用于对激光的偏振特性调整，同时对激光进行亚微米级聚焦；

所述连续激光器(1)的输出波长为355nm；

所述深紫外激光产生模块、深紫外激光整形与准直模块和深紫外激光功能实现模块设置于真空腔(8)内；

经所述深紫外激光功能实现模块处理后输出的激光波长177nm，光子能量7eV，聚焦光斑具有1um空间分辨能力；

所述基频光调节模块包括沿连续激光器(1)发出激光传播的垂直方向依次设置的格兰泰勒棱镜(4)和第一半波片(5)；

所述格兰泰勒棱镜(4)可旋转角度，用于将连续激光器(1)辐射出的偏振未知的连续激光转化成线偏振光输出，通过旋转格兰泰勒棱镜(4)的设置角度以改变转化能量比例，从而实现对原出射激光的起偏和功率控制；

第一半波片(5)用于对线偏光偏振方向进行调节，以满足深紫外激光产生模块中倍频晶体KBBF晶体(11)中所需要的相位匹配条件；

所述格兰泰勒棱镜(4)的角度为将基频光功率控制在1W以使所述具有空间分辨能力的深紫外角分辨光电子能谱光源连续稳定运行；

所述深紫外激光产生模块还包括第一平凸透镜(9)和三棱镜结构的晶体夹持器(10)；

所述第一平凸透镜(9)沿激光传播的垂直方向设置，其凸面朝向激光入射的方向、平面朝向激光出射的方向；

所述晶体夹持器(10)用于加持KBBF晶体(11)，设置在第一平凸透镜(9)后的激光传播方向上，其设置的角度满足使基频光与及基频光在晶体夹持器(10)加持的KBBF晶体(11)中产生倍频光的相位匹配条件；

经深紫外激光产生模块处理后，连续激光器(1)产生的激光以177nm的倍频激光从KBBF晶体(11)射出；

所述深紫外激光整形与准直模块包括沿激光传播方向依次设置的平凸柱透镜组和平凸透镜组；

所述平凸柱透镜组包括第一平凸柱透镜(13)和第二平凸柱透镜(14)，第一平凸柱透镜(13)和第二平凸柱透镜(14)依次设置在从KBBF晶体(11)射出激光的垂直方向，第一平凸柱透镜(13)和第二平凸柱透镜(14)的平面均朝向激光的入射方向，凸面朝向激光出射方向；第一平凸柱透镜(13)和第二平凸柱透镜(14)的曲面分别横向、纵向设置，以实现光束整形；

所述平凸透镜组包括第二平凸透镜(16)和第三平凸透镜(17)，第二平凸透镜(16)和第三平凸透镜(17)沿激光传播的垂直方向依次设置，第二平凸透镜(16)的凸面朝向激光入射方向，平面朝向激光出射方向；第三平凸透镜(17)与第二平凸透镜(16)之间的距离为第二平凸透镜(16)和第三平凸透镜(17)的焦距之和，第三平凸透镜(17)的平面朝向激光入射方向，凸面朝向激光出射方向；所述第三平凸透镜(17)的焦距大于第二平凸透镜(16)的焦距，两者配合实现激光准直。

2.如权利要求1所述的具有空间分辨能力的深紫外角分辨光电子能谱光源，其特征在于，

所述深紫外激光功能实现模块包括第二半波片(18)、五轴调节架(20)和光束聚焦级(21)；

所述第二半波片(18)设置在经第二透镜(17)出射激光的垂直方向上，用于对深紫外激光的偏振特性调整；

所述光束聚焦级(21)镜面设置在第二半波片(18)后的激光传播的垂直方向，用于将准直光束聚焦成为亚微米量级光斑，所述光束聚焦级(21)采用一级聚焦点的焦距4-5厘米的菲涅尔波带片；或采用焦距为3-4厘米的聚焦透镜，以实现具有空间分辨能力的ARPES探测能力；

所述五轴调节架(20)用于调节并固定光束聚焦级(21)的位置，从而精确控制激光聚焦光斑焦点的空间位置，实现对样品不同纵深位置的全空间扫描。