Diagramas mostrando como a converte nanofunnel pulsos infravermelhos para pulsos ultravioleta extrema
Funnelling luz ultravioleta extrema
Uma equipe internacional de pesquisadores inventou uma maneira simples de criar pulsos ultracurtos de luz ultravioleta extremo (EUV).O sistema utiliza um guia de ondas 3D novo metálica, ou "nanofunnel", que os abrigos pulsos de luz infravermelha para EUV.
EUV luz tem um comprimento de onda de cerca de 50-50 nm, que é cerca de 1-100 vezes menor que a da luz visível. Como resultado, ultracurtos pulsos de luz EUV são ideais para estudar os fenômenos da física fundamental - por exemplo, como os elétrons se movem em átomos, moléculas e sólidos.
No entanto, é difícil produzir radiação EUV usando métodos convencionais que dependem usando pulsos de luz amplificada de um oscilador (a fonte de luz laser) para ionizar átomos de gás nobre.Os elétrons liberados durante este processo são acelerados no campo da luz e seu excedente de energia é liberada como attosecond (10 -18  s) pulsos de luz de comprimentos de onda diferentes. O menor comprimento de onda da luz pode então ser "filtrados" para produzir um pulso único EUV - um processo complicado.

Maneira mais simples de fazer pulsos

Agora, pesquisadores do Instituto Avançado Coréia de Ciência e Tecnologia (KAIST), o Instituto Max Planck de Óptica Quântica (MPQ) na Alemanha e Estado Georgia University (GSU), em os EUA vieram com uma diferente - e muito mais simples - como de fazer as coisas.
A nova técnica funciona através da conversão de femtossegundos (10 -15  s) pulsos de infravermelho em pulsos de femtossegundos EUV. O processo de explora-plasmon de superfície polaritons (SPPS), que são partículas, como oscilações coletivas que ocorrem quando a luz interage com os elétrons de um metal de condução.
O nanofunnel feitas pela equipe KAIST-MPQ-GSU foi concebido de modo que concentra pulsos de luz infravermelha incidente em um ponto que é menor que o comprimento de onda da luz incidente. O funil é uma nanoestrutura metálica de prata que contém um buraco oco em forma de cone cônico. O cone é apenas alguns micrômetros de comprimento e cheia de gás xenônio. A ponta do funil é de cerca de 100 nm de diâmetro.

Campos concentrando

Os pesquisadores enviaram pulsos de luz infravermelha (a uma taxa de 75 MHz) para o funil, que é projetado de modo que ele contém fragmentos de metal que são carregados positivamente, seguido por manchas que são carregadas negativamente. Esse arranjo produz flutuações eletromagnéticas nas paredes internas do funil, o que resultará na criação da SPPS. Estas partículas em seguida, viajar para a ponta, onde o formato cônico do funil concentra seus campos.
"O campo no interior do funil pode tornar-se algumas centenas de vezes mais forte do que o campo da luz incidente infravermelhos", explica Mark Stockman da GSU. "Este reforço resultados de campo na geração de luz EUV no gás Xe".
Uma característica importante do nanofunnel é que ele pode ser produzido em freqüências de até aproximadamente 75 MHz. Seung-Woo Kim, chefe de equipa na KAIST, onde os experimentos foram realizados, acrescenta: "Devido ao seu comprimento de onda curta duração do pulso e potencialmente curto, pulsos de luz EUV podem ser uma importante ferramenta para explorar a dinâmica de elétrons em átomos, moléculas e sólidos. elétrons se movem muito rápido - na escala de tempo attosecond - e flashes de luz que são mais curtos do que attoseconds longos são, portanto, necessária para a imagem dessas partículas Embora os cientistas usam rotineiramente flashes de luz attosecond para esses estudos, eles têm freqüências muito mais baixas Nosso nanofunnel novo pode mudar tudo.. este ".
Os resultados estão detalhados na Nature Photonics .