Ученые сумели преобразовать частоту светового излучения

Источник: physorg.com

Международная группа ученых представила необычное устройство. Это пустотелая воронка из серебра, с овальным поперечным сечением. Длина конуса — всего несколько микрометров, диаметр выходного (узкого) конца — 100 нм. Внутри воронки находится газ ксенон. В ходе эксперимента ученые направили в широкое отверстие волновода импульсы инфракрасного (ИК) света. Под действием электромагнитной составляющей световых волн в поверхностном слое серебра возникли плазмонные поляритоны (волны электромагнитных полей высокой плотности). Поляритоны начали двигаться к выходу из воронки, сливаясь и увеличивая мощность друг друга.

Это явление, в свою очередь, привело к образованию внутри воронки сильного электромагнитного поля, превосходящего по мощности электромагнитное поле ИК импульсов. В результате в ксеноне началась миграция электронов — заряженные частицы отрывались от атомов, а потом возвращались обратно, генерируя УФ излучение. Исходные ИК импульсы не могли пройти сквозь узкий конец воронки, так как длина волны излучения больше диаметра отверстия — 800 нм. Таким образом, ученые смогли преобразовать инфракрасное излучение в ультрафиолетовое.

На выходном конце конуса были зафиксированы мощные импульсы, следовавшие с высокой частотой (75 млн. вспышек в секунду). Длительность одного импульса составляла несколько фемтосекунд (10^–15 секунды). Исследователи предположили, что каждый импульс — это на самом деле пакет импульсов, длительность которых еще меньше — аттосекунды (10^–18 секунды). Новое устройство позволит реализовать невозможные ранее эксперименты по изучению движения электронов в атомах и молекулах. При этом аттосекундные импульсы будут играть роль сверкоротких фотовспышек. Появится возможность проводить исследования с высоким пространственным и временным разрешением в течение достаточно короткого времени.