Fig. 1: Experimentele opstelling. Een laserpuls van 2,3 cycli (centrale golflengte 770 nm) werd door twee draadroosterpolarisatoren en een halfgolfplaat geleid. Het werd gefocusseerd met een focusseerspiegel op het TiN-monster in een vacuümkamer. Het monster werd op een gemotoriseerde XY-tafel gemonteerd, waardoor de translatie mogelijk was zonder de optica opnieuw uit te lijnen. De gegenereerde straling met hoge harmonische (HHG) ging door een spleet, werd afgebogen door een gebogen VUV-rooster en bereikte de imaging microchannel plate (MCP) -detector. Het waargenomen VUV-spectrum werd in beeld gebracht met een CCD-camera. Krediet: DOI: 10.1038/s41467-021-25224-z
Het genereren van hoge harmonischen uit metalen opent een verband tussen vaste en plasmaharmonischen. High-harmonic generation (HHG) is het gebied van het creëren van hoogfrequente fotonen uit laagfrequente lasers. HHG is de hoeksteen van niet-lineaire optica, met toepassingen in spectroscopie, attoseconde wetenschap enzovoort. In deze studie gebruikten onderzoekers voor het eerst titaannitride om HHG in vuurvaste metalen te bereiken. In de toekomst zou dit de weg kunnen banen om de straling te concentreren op nanoschaal voor gebruik in nanobewerking, nanofabricage en medische toepassingen, evenals HHG-verbetering voor het genereren van frequentiekammen voor de volgende generatie nucleaire klokken.
Alexandra Boltasseva, de Ron en Dotty Garvin Tonjes hoogleraar Electrical and Computer Engineering. Boltasseva’s interdisciplinaire werk combineert nano-optica, materiaalwetenschap en machine learning om een nieuwe generatie apparaten mogelijk te maken voor ultrasnelle, ultradunne optica, dichtere fotonische/kwantumschakelingen en gegevensopslag, detectie van ruwe omgevingen, biomedische toepassingen, energieconversie en ruimte -temperatuur, efficiënte kwantumapparaten.
Vladimir M. Shalaev, de Bob en Anne Burnett Distinguished Professor of Electrical and Computer Engineering en wetenschappelijk directeur voor nanophotonics bij Birck Nanotechnology Center in Purdue’s Discovery Park. Shalaev staat bekend om zijn baanbrekende studies van lineaire en niet-lineaire optica van willekeurige nanofotonische composieten, kunstmatig ontworpen en geconstrueerde optische metamaterialen, plasmonica en kwantumfotonica.
Onderzoekers combineerden titaniumnitride, een vuurvast metaal dat is ontwikkeld door de Shalaev-Boltasseva-onderzoeksgroepen, dat een uitzonderlijk hoge lasertolerantie heeft, met extreem korte laserpulsen bestaande uit slechts enkele elektrische veldoscillaties. De 10 keer grotere lasertolerantie van titaniumnitride dan goud stelde onderzoekers in staat om het te raken met straling van hoge intensiteit, waarbij voor het eerst licht met een kortere golflengte tot 110 nm wordt uitgestraald in het vacuüm-ultraviolette regime voor de eerste keer in een metaal.
A. Korobenko et al, Hoogharmonische generatie in metallisch titaniumnitride, Natuurcommunicatie (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-25224-z
Natuurcommunicatie
Geleverd door Purdue University
