角分辨光電子能譜儀(ARPES)因其具有能量和動量分辨能力，是探測材料能帶結構的重要手段。隨著超快激光技術的不斷發展，結合泵浦-探測技術的超快角分辨光電子能譜儀(TR-ARPES)由于兼具時間分辨能力，可以用來探測非平衡態的電子能帶信息，因此近年來備受人們的重視。特別是基于高次諧波產生(HHG)的TR-ARPES還具有光子能量高、光子能量可調諧的優點，使得其探測范圍可以覆蓋到大范圍布里淵區，在電荷密度波(CDW)材料、過渡金屬二硫化物(TMD)材料的超快動力學過程研究中具有重要的作用。

近日，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心極端條件物理重點實驗室丁洪研究組(EX7組)的博士生陳發民、潘默君、劉俊德在錢天研究員和運晨霞副主任工程師的指導下，研制成功國內首臺基于高重復頻率、高通量高次諧波光源的超快角分辨光電子能譜儀(HHG-TRARPES)，并通過了專家的現場測試(圖1)。該儀器系統配備了六軸低溫樣品臺，DA30半球分析器，極限真空優于10-10torr，最低溫度小于6K，其光子能量連續可調(20-60eV)，重復頻率為0.4MHz。第18階次光子(21.6eV)的能量分辨率為109meV，時間分辨率為120fs，樣品位置處的光通量約為1011ph/s，綜合參數達到世界同類型設備的一流水平。此外，全設備接入自主開發的控制系統，實現了集成化、智能化、便捷化操作，時間和角度聯動掃譜，內置真空自鎖與保護功能。目前實驗裝置已經進入穩定運行階段，實現了對拓撲絕緣體Bi2Se3未占據態和電荷密度波材料1T-TiSe2能帶動力學演化過程的測量(圖2和圖3)。這一設備的搭建完成，填補了國內相關領域的空白，為未來研究量子材料中電子的超快動力學過程、未占據態以及新型電子態提供了關鍵的實驗平臺。

這項工作及相關研究得到北京市科委、國家自然科學基金委、中國科學院戰略性先導科技專項(B類)和中國科學院科研儀器設備研制項目等項目的大力支持。高次諧波光源部分得到光物理重點實驗室L07組趙昆副研究員、魏志義研究員及聯培博士生王佶、許思源等人的密切協助與配合。