我國*飛秒時間分辨近場光學(xué)系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)

 近年來，隨著飛秒脈沖激光技術(shù)的發(fā)展，飛秒時間分辨光譜技術(shù)在納米材料的載流子弛豫動力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、光合作用超快過程等研究領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。其中很多研究對象的超快動力學(xué)性質(zhì)具有高度空間依賴性，如納米材料、量子線、量子點(diǎn)以及光合系統(tǒng)捕光色素復(fù)合物等。由于普通的遠(yuǎn)場飛秒光譜技術(shù)受到衍射極限的限制，無法對納米結(jié)構(gòu)的非均一性所造成的精細(xì)結(jié)構(gòu)加以分析，因此有必要在突破光學(xué)衍射極限的尺度上進(jìn)行探測，而近年來發(fā)展的掃描近場光學(xué)顯微鏡（SNOM）可以滿足上述這一要求。

　　北京大學(xué)物理學(xué)院張家森教授 等人在今年6月出版的《物理學(xué)報》上，發(fā)表了題為“飛秒時間分辨近場光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及其應(yīng)用”的論文。這是國內(nèi)*實(shí)現(xiàn)飛秒光脈沖和近場光學(xué)顯微鏡相結(jié)合，成功實(shí)現(xiàn)了三維空間加一維時間的四維高分辨光譜，從而為研究介觀尺度下的超快物理過程提供了有力的工具。

　　該論文作者在實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法上具有創(chuàng)新性，他們實(shí)現(xiàn)飛秒光脈沖和近場光學(xué)顯微鏡相結(jié)合，成功實(shí)現(xiàn)了飛秒時間分辨近場光學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過高頻聲光調(diào)制和差頻鎖相探測，提高了信噪比并消除了抽運(yùn)、探測光本底信號，從而在收集模式下測得了飛秒時間分辨的透射光微弱信號變化。同時獲得了80nm的空間分辨和小于200fs的時間分辨測量。利用該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，研究了金納米結(jié)構(gòu)的熱電子弛豫動力學(xué)過程，觀察到了不同位置間熱電子弛豫動力學(xué)的差異。