Ser på komplekse lysbølgeformer

For første gang, et internationalt forskerhold under ledelse af prof. Dr. Giuseppe Sansone ved Institut for Fysik ved Universitetet i Freiburg har været i stand til fuldstændig at karakterisere den komplekse udvikling af svage elektriske felter. Holdet har netop offentliggjort sine forskningsresultater i det videnskabelige tidsskrift Naturfotonik .

Lysimpulser er elektromagnetiske bølger. Deres egenskaber såsom svingningsretningen, varighed og intensitet afhænger af den spatiotemporale udvikling af deres elektriske og magnetiske felter. Begge disse vektorer kan køre i komplekse baner, når en lysimpuls forplanter sig - f.eks. de kan bevæge sig langs en cirkel, en elliptisk eller beskriv en hvilken som helst variation deraf. Bevægelsen sker på en tidsskala på flere hundrede attosekunder, hvilket er meget hurtigere end nogen almindelig elektronisk eller optoelektronisk enhed kan måle:et attosekund er en milliardtedel af en milliardtedel af et sekund.

For at observere, hvordan det elektriske felt alligevel bevæger sig, holdet udviklede en metode ved hjælp af en såkaldt attosecond laser. "Ved at bruge dette nye værktøj var vi i stand til at producere elektroner i form af bølgepakker, der kun varer et par hundrede attosekunder, " forklarer Sansone. Under deres dynamik, elektroner er meget følsomme over for enhver form for ekstern forstyrrelse. Forskerne udnyttede denne egenskab til at modificere elektronernes baner med svage synlige lysimpulser. De var så i stand til at måle, hvordan banerne var blevet ændret, derved udlede intensiteten og retningen af ​​det elektriske felt. "Vores metode vil gøre det muligt for forskere i fremtiden at have en fuldstændig karakterisering af elektronisk dynamik i faste stoffer ved at måle det synlige lys, der reflekteres på dets overflade, " siger Sansone.

Forskere ved University of Jena, Max Planck Institut for Kernefysik i Heidelberg, det tyske National Metrology Institute (PTB) i Braunschweig og Politecnico i Milano og Istituto di Fotonica e Nanotecnologie (Institut for Photonics and Nanotechnology) i Padua, Italien, bidraget væsentligt til disse resultater.