客户成功案例

格拉茨理工大学

使用超快激光系统首次在凝聚态物质中实现 LAES

挑战

从材料科学到酶动力学等领域的研究人员都需要合适的工具,实现对液体和固体样品高时间和空间分辨率研究。 虽然激光技术可以轻松达到飞秒 (fs) 时间尺度,但它的空间分辨率受到衍射的限制。 而电子衍射技术可以达到原子分辨率,但缺乏时间分辨率。 有一种能结合两者优点的可行性方法,就是使用飞秒激光脉冲与电子相互作用,结合电子脉冲的时域成形和结构探测,称为激光辅助电子散射 (LAES) 。 迄今为止仅在气相样品中观察到 LAES。

解决方案

奥地利格拉茨理工大学实验物理研究所 (IEP) 的 Markus Koch 教授解释说:“在 LAES 中,电子在受到强激光场的照射时,通过与样品原子碰撞而获得或失去能量。 因此,在激光脉冲诱导下,我们可以检测到与样品发生相互作用后不同能量的电子。 使用飞秒激光脉冲技术,您可以在同一时间段内有效地获得电子脉冲。”

在研究生 Leonhard Treiber 的实验中,Koch 实验室在凝聚态样品中尝试了 LAES 技术。 这些样品是超流氦的微小 (3-30 nm) 液滴,每个液滴都装有作为电子发射源的单个原子(In 或 Xe)或分子(丙酮)。 使用相干公司 3 kHz、25 fs 的 Legend Duo 激光放大器发射的 800nm 激光来照射液滴。 使用飞秒激光脉冲进行强场光电离,液滴中的电子源发生阈上电离 (ATI),然后由形成液滴壳的氦原子产生 LAES。 然后通过测量飞行时间方法,记录光电子能谱。

Koch 强调,Legend Duo 的稳定性至关重要,因为单个原子和单个液滴的组合产生的信号非常弱,需要连续运行 10 个小时来收集这些信号。 他还指出,这款激光器连续使用 8 年,依然具有非常高的可靠性。 “这款激光器平时不需要维护;我们每年最多进行两次光路优化。 它确实是一种可靠、易用的飞秒激光源。”

结果

通过比较使用和不使用氦壳获得的光电子光谱,验证了 LAES 方法的可行性。 Koch 与维也纳技术大学的 Markus Kitzler-Zeiler 和东京都立大学的 Reika Kanya 合作,对实验数据进行了建模和深入分析。 他们的开创性成果发表在《自然通讯》上。

 
"Legend Duo 激光放大器不需要日常维护。 它确实是一种可靠、易用的飞秒激光源。”

— Markus Koch 教授,奥地利格拉茨理工大学

            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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