據(jù)外媒報(bào)道，康奈爾大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出能將激光脈沖轉(zhuǎn)換為高次諧波頻譜的納米結(jié)構(gòu),，這為高分辨率成像和研究阿托秒尺度上的物理過程的新科學(xué)工具鋪平了道路,。

　　長期以來,，高次諧波頻譜一直被用于將脈沖激光中的光子合并成一個(gè)能量更高的超短光子并產(chǎn)生用于各種科學(xué)目的的極端紫外線和X射線,。

　　傳統(tǒng)上,，氣體被用作諧波源，但由工程學(xué)院應(yīng)用和工程物理學(xué)教授Gennady Shvets領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組指出,，工程納米結(jié)構(gòu)在這方面有一個(gè)光明的前景,。相關(guān)研究報(bào)告已發(fā)表在《Nature Communications》上,。

　　據(jù)了解,，該研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造的納米結(jié)構(gòu)構(gòu)成了超薄共振磷化鎵超表面，其克服了氣體和其他固體中產(chǎn)生高次諧波的許多常見問題,。磷化鎵材料允許所有階的諧波而不重新吸收它們,，并且這種特殊的結(jié)構(gòu)可以跟激光脈沖的整個(gè)光譜相互作用。

　　Shcherbakov表示：“實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要使用全波模擬技術(shù)對超表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行工程設(shè)計(jì),。我們仔細(xì)選擇了磷化鎵顆粒的參數(shù)來滿足這一條件,，然后采用了定制的納米制造流程來揭示它?！?/p>

　　得到的結(jié)果是納米結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生偶次諧波和奇次諧波--這是大多數(shù)其他諧波材料的極限--涵蓋了1.3到3電子伏之間的廣泛光子能量,。這種破紀(jì)錄的轉(zhuǎn)換效率使得科學(xué)家們能夠通過一次激光照射來觀察材料的分子和電子動(dòng)力學(xué)從而幫助保存可能被多次高能照射降解的樣品。

　　這項(xiàng)研究是首次觀察由單一激光脈沖產(chǎn)生的高次諧波輻射,，這使得超表面能夠承受高功率--比以前在其他超表面顯示的高出5到10倍,。

　　Shcherbakov指出：“這為在超高磁場中研究物質(zhì)提供了新的機(jī)會，這在以前是不容易實(shí)現(xiàn)的,。通過我們的方法,，我們設(shè)想人們可以研究超表面以外的材料--包括但不限于晶體、2D材料,、單原子,、人工原子晶格和其他量子系統(tǒng)?！?/p>

　　現(xiàn)在,，研究小組已經(jīng)證明了使用納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生高次諧波的優(yōu)勢，他們希望通過將納米結(jié)構(gòu)堆疊在一起來取代固態(tài)源如晶體,，以此來改善高次諧波器件和設(shè)施,。