Истраживачи покрећу најмању ласерску емисију на свету

Доказано је изузетно брзо пребацивање нанооптичких побуда

Ласерска емисија нанометријске скале © Валтер Пфеиффер / Биелефелд
читају наглас

Истраживачи су први пут демонстрирали ултрабрзо просторно пребацивање оптичке побуде на нанометралној скали. Експеримент представљен у научном часопису "Процеедингс оф тхе Натионал Ацадеми оф Сциенцес" (ПНАС) комбинује методе ултра-кратке пулсне ласерске технологије и наноструктурне технологије за контролу простора и времена и откривање оптичких узбуђења на нанометралној скали.

У свакодневном животу се директно може доживети да просторна и временска расподјела светлости одређује визуелни ефекат. На пример, у ласерској емисији, брзо пребацивање и одбацивање ласерских снопова изазива неочекиване и иначе недоступне светлосне утиске. Брзо пребацивање светлости у простору и времену није битно само за естетске светлосне ефекте, већ се користи и у комуникацијској технологији за оптичка влакна или у оптоелектронику.

Кориштењем конвенционалних оптичких метода, просторна расподјела свјетлости у видљивом спектралном опсегу до приближно пола микрометра - 1 µм = 0, 000001 метара = 1.000 нанометара (нм) - може се посебно манипулирати и контролирати. Пола микрометра је већ око 100 пута мањи од пречника људске длаке, али за будуће примене неопходна је манипулација на још мањим вагама.

Антене за светлост

Манипулација светлошћу на површинама мањим од једне десетине микрометра може у микроелектронику омогућити жељене брже и мање уређаје. Да би утицале на светло у нанометрском опсегу, потребне су посебне "антене" за светло. Светлост је просторно концентрисана овим металним структурама и оптичка ексцитација се може ограничити на свемирске области са експанзијама далеко испод таласне дужине светлости.

Користећи експерименте представљене у ПНАС-у, истраживачи су први пут показали да се ова концентрација оптичког побуђења такође може пребацити изузетно брзо, тј. У року од неколико десетина фемосекунди (фс) - фс = 0.000'000'000'000'001'001 секунди - просторно раздвојени делови наноструктуре могу бити селективно и оптички побуђени. дисплеј

Створен „филм“ стимулације

Према научницима, основна идеја експеримента је комбинација оптике у близини поља са методама циљаног обликовања ултра кратких ласерских импулса. Манипулацијом временског тока стимулативног светлосног импулса ствара се просторно и временски еволуција побуђења у нано антени специјално развијеној за експеримент. Научници су затим помоћу стробоскопске слике помоћу фотоемисијског електронског микроскопа сликали временски и просторни ток оптичке побуде - добија се "филм" побуђења наноантене.

Најмањи и најбржи "ласерски шоу" на свету

Овај изузетно сложен експеримент захтијева широк спектар метода и експертизе, које је било могуће остварити само сарадњом неколико универзитета, укључујући Биелефелд, Каисерслаутерн, Киел и В рзбург. Изведена мерења показују пребацивање унутар отприлике 50 фс између подручја наноструктуре које су удаљене око 200 нм. Светлост у близини наноструктуре показује сложен просторно-временски развој - или другим речима - тамо се одвија најмањи и најбржи „ласерски шоу“ на свету.

(идв - Технички универзитет у Каисерслаутерну, 10.03.2010 - ДЛО)