集成光子學(xué)與電子顯微鏡技術(shù)在非常規(guī)的合作中相遇
透射電子顯微鏡（TEM）可以通過使用電子而不是光來對原子尺度的分子結(jié)構(gòu)進行成像，并徹底改變了材料科學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)。在過去的十年中，人們對電子顯微鏡與光學(xué)激發(fā)的結(jié)合產(chǎn)生了濃厚的興趣，例如，試圖通過光來控制和操縱電子束。但是一個主要的挑戰(zhàn)是傳播的電子與光子的互動相當(dāng)弱。 i}kMo@
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在一項新的研究中，研究人員已經(jīng)成功地證明了使用集成光子微諧振器進行極其有效的電子束調(diào)制。這項研究由EPFL的Tobias J. Kippenberg教授和馬克斯-普朗克生物物理化學(xué)研究所和哥廷根大學(xué)的Claus Ropers教授領(lǐng)導(dǎo)，并發(fā)表在《自然》雜志上。 4EFP*7X
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這兩個實驗室形成了一個非常規(guī)的合作，將通常沒有聯(lián)系的電子顯微鏡和集成光子學(xué)領(lǐng)域結(jié)合起來。光子集成電路可以在芯片上以超低的低損耗引導(dǎo)光線，并利用微環(huán)諧振器增強光場。在Ropers小組進行的實驗中，電子束被引導(dǎo)通過光子電路的光學(xué)近場，以使電子與增強的光相互作用。然后研究人員通過測量吸收或發(fā)射了幾十到幾百個光子能量的電子的能量來探測這種互動。這些光子芯片是由Kippenberg小組設(shè)計的，其建造方式使微環(huán)諧振器中的光速與電子的速度完全匹配，大大增加了電子-光子的互動。 eR!K8W
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實驗裝置顯示了用于展示電子-光子相互作用的透射電子顯微鏡和氮化硅微共振器 R ]y9>5 'U
該技術(shù)能夠?qū)﹄娮邮M行強有力的調(diào)制，只需連續(xù)波激光器的幾毫瓦--一個普通激光筆產(chǎn)生的功率水平。該方法構(gòu)成了對電子束光學(xué)控制的極大簡化和效率的提高，它可以在普通的透射電子顯微鏡中無縫實現(xiàn)，并且可以使該方案得到更廣泛的應(yīng)用。 9 =G
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"基于低損耗氮化硅的集成光子電路已經(jīng)取得了巨大的進展，并密集地推動了許多新興技術(shù)和基礎(chǔ)科學(xué)的進步，如LiDAR、電信和量子計算，現(xiàn)在證明是電子束操縱的一個新成分，"Kippenberg說。 ~!ICBF~j
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