Nanotechnology Now - Comunicat de presă: Crearea de punte între lumină și electroni

Nanotehnologie acum – Comunicat de presă: Crearea de punte între lumină și electroni

Nodul sursă: 3061466

Acasă > Anunturi > Bridging light and electrons

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.

CREDIT
Yang et al. 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.

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

Rezumat:
When light goes through a material, it often behaves in unpredictable ways. This phenomenon is the subject of an entire field of study called “nonlinear optics”, which is now integral to technological and scientific advances from laser development and optical frequency metrology, to gravitational wave astronomy and quantum information science.

Crearea de punte între lumină și electroni


Lausanne, Switzerland | Posted on January 12th, 2024

In addition, recent years have seen nonlinear optics applied in optical signal processing, telecommunications, sensing, spectroscopy, light detection and ranging. All these applications involve the miniaturization of devices that manipulate light in nonlinear ways onto a small chip, enabling complex light interactions chip-scale.

Now, a team of scientists at EPFL and the Max Plank Institute has brought nonlinear optical phenomena into a transmission electron microscope (TEM), a type of microscope that uses electrons for imaging instead of light. The study was led by Professor Tobias J. Kippenberg at EPFL and Professor Claus Ropers, Director of the Max Planck Institute for Multidisciplinary Sciences. It is now published in Science.

At the heart of the study are “Kerr solitons”, waves of light that hold their shape and energy as they move through a material, like a perfectly formed surf wave traveling across the ocean. This study used a particular type of Kerr solitons called “dissipative”, which are stable, localized pulses of light that last tens of femtoseconds (a quadrillionth of a second) and form spontaneously in the microresonator. Dissipative Kerr solitons can also interact with electrons, which made them crucial for this study.

The researchers formed dissipative Kerr solitons inside a photonic microresonator, a tiny chip that traps and circulates light inside a reflective cavity, creating the perfect conditions for these waves. “We generated various nonlinear spatiotemporal light patterns in the microresonator driven by a continuous-wave laser,” explains EPFL researcher Yujia Yang, who led the study. “These light patterns interacted with a beam of electrons passing by the photonic chip, and left fingerprints in the electron spectrum.”

Specifically, the approach demonstrated the coupling between free electrons and dissipative Kerr solitons, which allowed the researchers to probe soliton dynamics in the microresonator cavity and perform ultrafast modulation of electron beams.

“Our ability to generate dissipative Kerr solitons [DKS] in a TEM extends the use of microresonator-base frequency combs to unexplored territories,” says Kippenberg. “The electron-DKS interaction could enable high repetition-rate ultrafast electron microscopy and particle accelerators empowered by a small photonic chip.”

Ropers adds: “Our results show electron microscopy could be a powerful technique for probing nonlinear optical dynamics at the nanoscale. This technique is non-invasive and able to directly access the intracavity field, key to understanding nonlinear optical physics and developing nonlinear photonic devices.”

The photonic chips were fabricated in the Center of MicroNanoTechnology (CMi) and the Institute of Physics cleanroom at EPFL. The experiments were conducted at the Göttingen Ultrafast Transmission Electron Microscopy (UTEM) Lab.

Alți colaboratori

EPFL Center for Quantum Science and Engineering

####

Pentru mai multe informații, faceți clic pe aici

Contacte:
Media Contact

Nik Papageorgiou
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
Birou: 41-216-932-105
Contact expert

Tobias J. Kippenberg
EPFL
Birou: +41 21 693 44 28
@EPFL_en
More on this News Release

Drepturi de autor © Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne

Dacă aveți un comentariu, vă rog Contact ne.

Emitenții de comunicate de știri, nu 7th Wave, Inc. sau Nanotechnology Now, sunt singuri responsabili pentru acuratețea conținutului.

Bookmark:
Delicios
Digg
Newsvine
Google
Yahoo
Reddit
Magnoliacom
înfășura
Facebook

Link-uri conexe

Referinţă

Stiri conexe Presa

Știri și informații


900,000 USD acordate pentru optimizarea dispozitivelor de colectare a energiei cu grafen: angajamentul Fundației WoodNext față de fizicianul UofA Paul Thibado va fi folosit pentru a dezvolta sisteme de senzori compatibile cu șase surse de alimentare diferite. Ianuarie 12th, 2024


Cercetătorii dezvoltă o tehnică de sinteză a nanoclusterelor de aliaje solubile în apă Ianuarie 12th, 2024


Universitatea Rice lansează Institutul de Biologie Sintetică a Rice pentru a îmbunătăți viețile Ianuarie 12th, 2024


Prima imagine directă a micilor grupuri de gaze nobile la temperatura camerei: noi oportunități în tehnologia cuantică și fizica materiei condensate deschise de atomii de gaz nobili limitați între straturile de grafen Ianuarie 12th, 2024


Dezvoltarea fotoelectrodului cu matrice de nanopagode de oxid de zinc: producția de hidrogen fotoelectrochimic de divizare a apei Ianuarie 12th, 2024

Fizică cuantică


„Moartea subită” a fluctuațiilor cuantice sfidează teoriile actuale ale supraconductivității: Studiul contestă înțelepciunea convențională a tranzițiilor cuantice supraconductoare Ianuarie 12th, 2024

Futures posibile


Tehnologia fasciculului ionic focalizat: un singur instrument pentru o gamă largă de aplicații Ianuarie 12th, 2024


Combinația catalitică transformă CO2 în nanofibre de carbon solide: conversia electrocatalitică-termocatalitică în tandem ar putea ajuta la compensarea emisiilor de gaze puternice cu efect de seră prin blocarea carbonului într-un material util Ianuarie 12th, 2024


„Moartea subită” a fluctuațiilor cuantice sfidează teoriile actuale ale supraconductivității: Studiul contestă înțelepciunea convențională a tranzițiilor cuantice supraconductoare Ianuarie 12th, 2024


Universitatea Rice lansează Institutul de Biologie Sintetică a Rice pentru a îmbunătăți viețile Ianuarie 12th, 2024

descoperiri


Tehnologia fasciculului ionic focalizat: un singur instrument pentru o gamă largă de aplicații Ianuarie 12th, 2024


Combinația catalitică transformă CO2 în nanofibre de carbon solide: conversia electrocatalitică-termocatalitică în tandem ar putea ajuta la compensarea emisiilor de gaze puternice cu efect de seră prin blocarea carbonului într-un material util Ianuarie 12th, 2024


„Moartea subită” a fluctuațiilor cuantice sfidează teoriile actuale ale supraconductivității: Studiul contestă înțelepciunea convențională a tranzițiilor cuantice supraconductoare Ianuarie 12th, 2024


Prima imagine directă a micilor grupuri de gaze nobile la temperatura camerei: noi oportunități în tehnologia cuantică și fizica materiei condensate deschise de atomii de gaz nobili limitați între straturile de grafen Ianuarie 12th, 2024

anunturi


900,000 USD acordate pentru optimizarea dispozitivelor de colectare a energiei cu grafen: angajamentul Fundației WoodNext față de fizicianul UofA Paul Thibado va fi folosit pentru a dezvolta sisteme de senzori compatibile cu șase surse de alimentare diferite. Ianuarie 12th, 2024


Cercetătorii dezvoltă o tehnică de sinteză a nanoclusterelor de aliaje solubile în apă Ianuarie 12th, 2024


Oamenii de știință folosesc căldura pentru a crea transformări între skyrmioni și antiskyrmioni Ianuarie 12th, 2024


Dezvoltarea fotoelectrodului cu matrice de nanopagode de oxid de zinc: producția de hidrogen fotoelectrochimic de divizare a apei Ianuarie 12th, 2024

Interviuri / Recenzii de carte / Eseuri / Rapoarte / Podcasturi / Jurnale / Lucrări albe / Afise


Tehnologia fasciculului ionic focalizat: un singur instrument pentru o gamă largă de aplicații Ianuarie 12th, 2024


Combinația catalitică transformă CO2 în nanofibre de carbon solide: conversia electrocatalitică-termocatalitică în tandem ar putea ajuta la compensarea emisiilor de gaze puternice cu efect de seră prin blocarea carbonului într-un material util Ianuarie 12th, 2024


„Moartea subită” a fluctuațiilor cuantice sfidează teoriile actuale ale supraconductivității: Studiul contestă înțelepciunea convențională a tranzițiilor cuantice supraconductoare Ianuarie 12th, 2024


Prima imagine directă a micilor grupuri de gaze nobile la temperatura camerei: noi oportunități în tehnologia cuantică și fizica materiei condensate deschise de atomii de gaz nobili limitați între straturile de grafen Ianuarie 12th, 2024

Industria aerospațială / Spațiu


Noile instrumente vor ajuta la studiul chimiei cuantice la bordul Stației Spațiale Internaționale: profesorul de la Rochester, Nicholas Bigelow, a ajutat la dezvoltarea experimentelor efectuate la Cold Atom Lab al NASA pentru a sonda natura fundamentală a lumii din jurul nostru Noiembrie 17th, 2023


Progresele în producție readuc materialul în vogă Ianuarie 20th, 2023


The National Space Society Congratulates NASA on the Success of Artemis I Same-day Launch of the Hakuto-R Lunar Landing Mission will Help Support Future Lunar Crews Decembrie 12th, 2022


Proba vântului: testarea rezistenței la căldură a compozitelor cu matrice ceramică pentru temperaturi ultra-înalte armate cu fibră de carbon: Cercetătorii folosesc un tunel de vânt cu arc pentru a testa rezistența la căldură a compozitelor cu matrice ceramică pentru temperatură ultra-înaltă armate cu fibră de carbon Noiembrie 18th, 2022

Fotonică / Optics / Laser


Dezvoltarea fotoelectrodului cu matrice de nanopagode de oxid de zinc: producția de hidrogen fotoelectrochimic de divizare a apei Ianuarie 12th, 2024


Impactul termic al stivuirii 3D cipurilor fotonice și electronice: Cercetătorii investighează modul în care penalizarea termică a integrării 3D poate fi minimizată Decembrie 8th, 2023


Încălzirea radiativă pe timp de noapte folosind atmosfera Noiembrie 17th, 2023


Noua configurație cu laser sondează structuri metamateriale cu impulsuri ultrarapide: tehnica ar putea accelera dezvoltarea lentilelor acustice, a filmelor rezistente la impact și a altor materiale futuriste Noiembrie 17th, 2023

Nanoștiință cuantică


„Moartea subită” a fluctuațiilor cuantice sfidează teoriile actuale ale supraconductivității: Studiul contestă înțelepciunea convențională a tranzițiilor cuantice supraconductoare Ianuarie 12th, 2024


Fizicienii „încurcă” molecule individuale pentru prima dată, grăbind posibilitățile de procesare a informațiilor cuantice: într-o activitate care ar putea duce la calcule cuantice mai robuste, cercetătorii de la Princeton au reușit să forțeze moleculele în intricarea cuantică. Decembrie 8th, 2023


Cum se simte un superfluid cuantic „2D” la atingere Noiembrie 3rd, 2023


O nouă platformă qubit este creată atom cu atom Octombrie 6th, 2023

Timestamp-ul:

Mai mult de la Nanotehnologie Acum Știri recente