Nanoteknologi Sekarang - Siaran Pers: Menjembatani Cahaya dan Elektron

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Beranda > Tekan > Menjembatani cahaya dan elektron

Skema percobaan. Pola cahaya spatiotemporal nonlinier dalam mikroresonator berbasis chip fotonik memodulasi spektrum berkas elektron bebas dalam mikroskop elektron transmisi. KREDIT Yang dkk. DOI: 10.1126/science.adk2489

Schematic of the experiment. Nonlinear spatiotemporal light patterns in a photonic chip-based microresonator modulate the spectrum of a beam of free electrons in a transmission electron microscope.

KREDIT
Yang et al. DOI: 10.1126/science.adk2489

Abstrak:
Ketika cahaya menembus suatu material, sering kali ia berperilaku tidak terduga. Fenomena ini merupakan subjek dari seluruh bidang studi yang disebut “optik nonlinier”, yang kini menjadi bagian integral dari kemajuan teknologi dan ilmu pengetahuan mulai dari pengembangan laser dan metrologi frekuensi optik, hingga astronomi gelombang gravitasi dan ilmu informasi kuantum.

Menjembatani cahaya dan elektron

Lausanne, Swiss | Diposting pada 12 Januari 2024

Selain itu, beberapa tahun terakhir telah terlihat optik nonlinier diterapkan dalam pemrosesan sinyal optik, telekomunikasi, penginderaan, spektroskopi, deteksi cahaya, dan jangkauan. Semua aplikasi ini melibatkan miniaturisasi perangkat yang memanipulasi cahaya secara nonlinier ke dalam sebuah chip kecil, memungkinkan interaksi cahaya yang kompleks dalam skala chip.

Kini, tim ilmuwan di EPFL dan Max Plank Institute telah membawa fenomena optik nonlinier ke dalam mikroskop elektron transmisi (TEM), sejenis mikroskop yang menggunakan elektron untuk pencitraan, bukan cahaya. Penelitian ini dipimpin oleh Profesor Tobias J. Kippenberg di EPFL dan Profesor Claus Ropers, Direktur Institut Ilmu Multidisiplin Max Planck. Sekarang diterbitkan di Science.

Inti dari penelitian ini adalah “Kerr soliton”, gelombang cahaya yang mempertahankan bentuk dan energinya saat bergerak melalui suatu material, seperti gelombang selancar yang terbentuk sempurna melintasi lautan. Penelitian ini menggunakan jenis soliton Kerr tertentu yang disebut “dissipatif”, yang merupakan pulsa cahaya terlokalisasi dan stabil yang berlangsung selama puluhan femtodetik (seperempat triliun detik) dan terbentuk secara spontan di mikroresonator. Soliton Kerr disipatif juga dapat berinteraksi dengan elektron, sehingga penting untuk penelitian ini.

Para peneliti membentuk soliton Kerr disipatif di dalam mikroresonator fotonik, sebuah chip kecil yang memerangkap dan mengedarkan cahaya di dalam rongga reflektif, menciptakan kondisi sempurna untuk gelombang ini. “Kami menghasilkan berbagai pola cahaya spatiotemporal nonlinier dalam mikroresonator yang digerakkan oleh laser gelombang kontinu,” jelas peneliti EPFL Yujia Yang, yang memimpin penelitian tersebut. “Pola cahaya ini berinteraksi dengan berkas elektron yang melewati chip fotonik, dan meninggalkan sidik jari pada spektrum elektron.”

Secara khusus, pendekatan ini menunjukkan penggabungan antara elektron bebas dan soliton Kerr disipatif, yang memungkinkan para peneliti untuk menyelidiki dinamika soliton di rongga mikroresonator dan melakukan modulasi berkas elektron yang sangat cepat.

“Kemampuan kami untuk menghasilkan soliton Kerr disipatif [DKS] dalam TEM memperluas penggunaan sisir frekuensi berbasis mikroresonator ke wilayah yang belum dijelajahi,” kata Kippenberg. “Interaksi elektron-DKS dapat memungkinkan mikroskop elektron ultracepat dengan tingkat pengulangan tinggi dan akselerator partikel yang didukung oleh chip fotonik kecil.”

Ropers menambahkan: “Hasil kami menunjukkan mikroskop elektron bisa menjadi teknik yang ampuh untuk menyelidiki dinamika optik nonlinier pada skala nano. Teknik ini non-invasif dan dapat mengakses langsung bidang intracavity, kunci untuk memahami fisika optik nonlinier dan mengembangkan perangkat fotonik nonlinier.”

Chip fotonik dibuat di Pusat Teknologi MikroNano (CMi) dan ruang bersih Institut Fisika di EPFL. Percobaan dilakukan di Lab Mikroskop Elektron Transmisi Ultrafast Göttingen (UTEM).

Kontributor lainnya

Pusat Sains dan Teknik Kuantum EPFL

####

Untuk informasi lebih lanjut, silakan klik di sini

Kontak:
kontak Media

Nik Papageorgiou
École Polytechnique Fédérale de Lausanne
Kantor: 41-216-932-105
Kontak Ahli

Tobias J.Kippenberg
EPFL
Kantor: +41 21 693 44 28
@EPFLen
Lebih lanjut tentang Siaran Pers ini

Hak Cipta © Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne

Jika Anda punya komentar, silakan Kontak kita.

Penerbit rilis berita, bukan 7th Wave, Inc. atau Nanotechnology Now, semata-mata bertanggung jawab atas keakuratan konten.

Bookmark: