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最短的可见光点脉冲光子逃离原子

点击量:   时间:2017-05-11 05:05:08

作者:Colin Barras Christian Hackenberger / Attoelectronics MPQ最终的高速闪光灯只是测量了原子内电子对光的响应速度这项工作可以加快光基电子产品的发展在380阿秒长 - 380 x 10-18秒 - 闪光是实验室中产生的最短可见光脉冲德国Garching的马克斯普朗克量子光学研究所的Eleftherios Goulielmakis及其同事在2008年取得了类似的成就,当时他们产生了长达80埃的极紫外(EUV)光脉冲但制作如此短的可见光脉冲更具挑战性 - 而且更有用 EUV的能量足以将电子完全从原子中剥离出来可见光是一个更温和的探测器:它激发原子中的电子,鼓励它们发出自己的光,而不是实际上将它们从原子的离合器中移除这一次,Goulielmakis的关键工具是一个光场合成器,它仔细地结合了几个已知波长的光脉冲,产生令人难以置信的短闪光这些脉冲汇集在一起​​,其波长略微异相,因此组合光的某些部分相互抵消并留下超短脉冲(见下面的视频)同样的原则解释了为什么两个完全不同步的海浪会在接触时相互破坏并留下明显平静的表面理论认为电子在被入射光束击中后需要几百阿秒来发射新光子,但精确的数字是未知的 380阿秒长的光脉冲是测试这一想法的理想选择脉冲不仅可以激发电子,它们还可以充当相机闪光灯,照亮过程足够长的时间,科学家们可以测量电子响应所需的时间 Goulielmakis和他的同事们将他们的短脉冲瞄准真空中的气态氪原子,发现氪中的电子在一秒钟之后就射出了115个紫外光子 Goulielmakis说,原子的表现有点像节能灯泡 “打开开关,灯泡有点暗淡 - 需要时间才能变亮,”他说 “原子中的电子也需要时间来响应并最大化其辐射发射 - 它需要大约100阿秒”“这项工作确实代表了控制电子的重要一步,”埃尔兰根大学的Peter Hommelhoff说道纽伦堡在德国 Goulielmakis和他的同事计划扩展工作,以检查电子在其他材料中的表现方式 - 特别是固体伦敦帝国理工学院的Jon Marangos说:“[这]可能会对各种材料中的电子动力学产生重要的新见解”这些见解有助于改善电子设备的设计和效率许多人预测计算机电路最终将使用光子而不是电子来传送信息,但为了使其发挥作用,光子必须在物理物质内相互作用 - 例如当今计算机中使用的半导体因此,探索半导体和其他固体如何快速响应入射光将有助于确定这种基于光的电子设备能够以多快的速度运行 “这是光子学和电子学之间的桥梁,”Goulielmakis说 “我们必须确保我们理解它”期刊参考:Nature,DOI:10.1038 / nature16528关于这些主题的更多信息: