Наноструктуры позволяют преобразовывать лазерные импульсы в генерацию высоких гармоник

Наноструктуры позволяют преобразовывать лазерные импульсы в генерацию высоких гармоник

Лазеры в науке Комментарии к записи Наноструктуры позволяют преобразовывать лазерные импульсы в генерацию высоких гармоник отключены

Исследователи из Корнелла разработали наноструктуры, которые позволяют рекордно преобразовывать лазерные импульсы в генерацию высоких гармоник, открывая путь для новых научных инструментов для получения изображений с высоким разрешением и изучения физических процессов, которые происходят в масштабе аттосекунды.

Генерация высоких гармоник долгое время использовалась для объединения фотонов импульсного лазера в один ультракороткий фотон с гораздо более высокой энергией, создавая экстремальный ультрафиолетовый свет и рентгеновские лучи, используемые в различных научных целях. Традиционно в качестве источников гармоник использовались газы, но исследовательская группа под руководством Геннадия Швца, профессора прикладной и инженерной физики Инженерного колледжа, показала, что у инженерных наноструктур есть блестящее будущее для этого применения.

Исследование подробно описано в статье «Генерация четных и нечетных высоких гармоник в резонансных метаповерхностях с использованием одиночных и множественных сверхинтенсивных лазерных импульсов», опубликованной 7 июля в Nature Communications . Максим Щербаков, который проводил исследование в качестве докторанта Корнелла, прежде чем стать доцентом Калифорнийского университета в Ирвине, является ведущим автором.

Наноструктуры, созданные командой, составляют ультратонкую резонансную метаповерхность из фосфида галлия, которая преодолевает многие обычные проблемы, связанные с генерацией высоких гармоник в газах и других твердых телах. Материал из фосфида галлия допускает гармоники всех порядков, не поглощая их, а специальная структура может взаимодействовать со всем световым спектром лазерного импульса.

«Достижение этого потребовало проектирования структуры метаповерхности с использованием полноволнового моделирования», — сказал Щербаков. «Мы тщательно подобрали параметры частиц фосфида галлия, чтобы они соответствовали этому условию, а затем потребовался специальный поток нанотехнологий, чтобы выявить это».

Результатом являются наноструктуры, способные генерировать как четные, так и нечетные гармоники — ограничение большинства других гармонических материалов — охватывающих широкий диапазон энергий фотонов от 1,3 до 3 электрон-вольт. Рекордная эффективность преобразования позволяет ученым наблюдать молекулярную и электронную динамику в материале с помощью всего одного лазерного импульса, помогая сохранить образцы, которые в противном случае могут быть повреждены несколькими мощными выстрелами.

Это первое исследование, в котором было обнаружено излучение с высокими гармониками, генерируемое одиночным лазерным импульсом, что позволило метаповерхности выдерживать большие мощности — в 5-10 раз выше, чем ранее было показано на других метаповерхностях.

Источник https://gazetadaily.ru/07/21/nanostruktury-pozvolyayut-generirovat-rekordno-vysokie-garmoniki

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top