【资讯】全光-超分辨率显微镜 | Nature

2025-01-23 14:10:25

　　将光学显微镜带到尽可能短的长度和时间尺度，一直是长期追求的目标之一，从而将纳米基本动力学与凝聚态物质的宏观功能联系起来。

　　超分辨率显微镜，通过利用光学非线性绕过了远场衍射极限。通过利用与针尖限制的渐逝光场线性相互作用，近场显微镜已经达到了更高的分辨率，通过探索运动中的纳米宇宙nanocosm，激发了研究热点领域。然而，纳米级尖端顶点的有限半径阻碍了获得原子级分辨率。

　　近日，德国 雷根斯堡大学(University of Regensburg)T. Siday, J. Hayes, F. Schiegl，J. Wilhelm, M. A. Huber, Y. A. Gerasimenko & R. Huber等，在Nature上发文，利用尖端限制消逝场中的极端原子非线性，以推动全光学显微镜达到皮米空间和飞秒时间分辨率。

　　All-optical subcycle microscopy on atomic length scales. 原子长度尺度上，全光学亚循环显微学。

　　图1: 原子级针尖的近场响应-样品分离。

　　图2: 基于隧道电流，光波驱动发射的皮米衰减。

　　图3: 光波驱动的隧道电流产生了太赫兹辐射的微观图像。

　　图4: 近场光隧穿发射near-field optical tunnelling emission，NOTE显微镜的空间分辨率。

　　图5: 二维材料硒化钨WSe2的亚循环近场光隧穿发射NOTE光谱。

       在这些尺度上，发现了一种前所未有的、有效的非经典近场响应，并与光的矢量势同相，并严格限制在原子尺度内。该超快信号的特征在于，大约π/2光学相位延迟，并且便于隧道动力学的直接监测。在原子力显微镜中，纳米尺寸缺陷进行成像，以及半导体范德华材料上的电流瞬态进行亚周期采样，展示了这种全光概念的力量。在导电和绝缘量子材料中，在最终短时空尺度上，开启研究量子光-物质相互作用和电子动力学。

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　　参考文献： 中国光学期刊网

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