アト秒スケールで粒子を観察するために開発された光学系

ハーバード大学とグラーツ工科大学のエンジニアが、

非常に高い空間的および時間的分解能を備えた顕微鏡。この装置は極紫外光を利用して原子や分子を観察します。

メタオプティクスはシリコン膜です約200 nmの厚さで、小さな穴がエッチングされています。レンズ全体は、直径 20 ~ 80 nm の数億個の穴で構成されており、材料の各マイクロメートルに約 10 個の穴が開けられています。ちなみに、人間の髪の毛の太さは60~100ミクロン、小さなウイルスの直径は約15nmです。

極端な紫外線周波数が高く、波長が極端に短い。これにより、理論的には、記録的な空間分解能で、非常に小さなオブジェクトと高速プロセスをリアルタイムで観察することが可能になります。問題は、ほとんどの光学設計がそのような放射に対して不透明であることです。

メタサーフェスでは、レンズは穴。それらの直径は異なり、膜の中心から外側に向かって減少します。穴のサイズに応じて、そこに当たる光放射はさまざまな角度で歪められ、その結果、点に集中します。小さな穴を正確に配置することによってのみ、この効果が得られます。

研究者は特性をテストしましたグラーツの実験施設のメタサーフェス。レーザーは不活性ガスのジェットに焦点を合わせ、非常に短いパルスの形で極紫外線を発生させました。研究の結果、レンズを使用して数アト秒 (10 ~ 18 秒) 続くプロセスを観察できる可能性が確認されました。物理学者は現在、そのような光学系を使用する顕微鏡に取り組んでいます。

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