Наука 6 апреля 2023

Разработана оптика для наблюдения за частицами в аттосекундном масштабе

Далее

Тонкая кремниевая пластина с множеством крошечных отверстий проводит и фокусирует падающий аттосекундный свет.

Инженеры из Гарвардского и Грацского технологического университетов разработали метаповерхность для микроскопов с чрезвычайно высоким пространственным и временным разрешением. Устройство использует для наблюдения за атомами и молекулами экстремальное ультрафиолетовое излучение.

Метаоптика представляет собой кремниевую пленку толщиной примерно 200 нм, в которой вытравлены крошечные отверстия. Вся линза состоит из сотен миллионов дырок диаметром от 20 до 80 нм, при этом в каждом микрометре материала сделано около 10 таких отверстий. Для сравнения, толщина волоса человека составляет от 60 до 100 мкм, а диаметр маленького вируса — около 15 нм.

Экстремальное ультрафиолетовое излучение отличается высокой частотой и крайне малой длиной волны. Это теоретически позволяет наблюдать в реальном времени в рекордном пространственном разрешении чрезвычайно малые объекты и быстрые процессы. Проблема состоит в том, что большинство оптических конструкций непрозрачны для такого излучения.

В метаповерхности в качестве линзы выступают отверстия. Их диаметры отличаются и уменьшаются от центра мембраны наружу. В зависимости от размера отверстия падающее туда световое излучение искажается под разными углами и в результате фокусируется в точку. Только точное расположение крошечных отверстий позволяет добиться этого эффекта.

Исследователи протестировали свойства метаповерхности в экспериментальной установке в Граце. Лазер фокусировался на струю инертного газа и генерировал экстремальное ультрафиолетовое излучение в виде очень коротких импульсов. Результаты исследования подтвердили возможность использования линзы для наблюдения за процессами, длящимися несколько аттосекунд (10−18 с). В настоящее время физики работают над созданием микроскопа, который будет использовать такую оптику.


Читать далее:

Ученые выяснили природу странных радиосигналов с планеты, похожей на Землю

Красный ореол вспыхнул над Италией. Теперь его природу объяснили

«Уэбб» нашел самую старую черную дыру во Вселенной