TTO-01Q - specifiche laser e setup sperimentale

Pump-probe ultrarapido a femtosecondi, ritardo controllato 1 ps - 1 ns

Mauro Pacetti · Vol. VIII (La Via Icosaedrica e il Laboratorio)

Abstract. Specifiche tecniche del setup TTO-01Q. Pump: laser Ti:Sapphire amplificato a femtosecondi (~10 fs durata, lambda ~ 800 nm, energia 1-100 nJ). Probe: secondo laser a lunghezza d'onda diversa, ritardo programmabile 1 ps - 1 ns (passi 10 fs). Misura: riflettivita transiente Delta R / R con sensibilita 10^-6, alle uscite di un differential photodetector con lock-in. Tutto e tecnologia gia disponibile e ben rodata nei laboratori di optoelettronica universitari.

Setup sperimentale

ComponenteSpecifiche
Laser pumpTi:Sapphire amplificato, lambda ~ 800 nm, durata impulso < 15 fs, energia 1-100 nJ, rep rate 1 kHz tipico
Laser probeOPA o secondo Ti:Sapphire, lambda diversa (es. 400 nm da SHG, o 1300 nm da OPA), durata < 50 fs
Linea di ritardoMechanical delay stage o piezo, range 0-1 ns, risoluzione 10 fs
DetectorDifferential photodetector + lock-in amplifier (~ 100 kHz reference)
Sensibilita Delta R / R10^-6 (richiede ~10^4-10^5 medi per migliorare SNR)
Vuoto/atmosferaCampioni in atmosfera controllata (Ar) o UHV per Au; aria per Si/SiO_2
TemperaturaStanza ambiente (~ 295 K); criostato opzionale per fluttuazioni residue

Schema di acquisizione

  1. Per ciascun ritardo (1-1000 ps a passi 10 fs), si registra Delta R(tau)/R_0 mediato su 10^4-10^5 impulsi pump-probe.
  2. Si sottraggono i contributi noti: decadimento elettronico (~10-100 fs), elettrone-fonone (~1-10 ps), termico (~100 ps - ns).
  3. I residui dopo sottrazione vengono analizzati via FFT per cercare componenti cicliche.

Laboratori che hanno la capacita

Laboratori a titolo indicativo (contatti formali da stabilire): UPenn, Delft, ENS Paris, Tokyo Tech, Politecnico di Milano (Brida group, Spitzenberg group), CINECA per il computing dei dati, Diamond Light Source per supporto su Au/Si XRD baseline.

Disclaimer: i nomi sopra sono indicativi della classe di laboratori con strumentazione adeguata. Nessun contatto formale o collaborazione e ancora stato avviato al momento della stesura. Le scelte definitive dei partner sperimentali avverranno dopo la pubblicazione del Vol. VIII e l'approvazione di proposal formali.

Risorse

Indice lab Suite ATTO 17 paper teorici