Kredit:Heriot-Watt University
En film bara 250 nanometer eller 0,00025 mm tjock har gett forskarna en tjuvtitt in i den ultrasnabba världen.
Filmen är gjord av transparenta ledande oxider, en klass av material som vanligtvis används för smartphones pekskärmar och solcellssystem.
Nanofotonikexperter från Heriot-Watts Institute of Photonics and Quantum Sciences har bevisat att dessa material kan fånga och mäta ultrasnabba händelser mycket bättre än nuvarande system.
Detta kan leda till genombrott inom många vetenskapliga områden, inklusive cellbiologi och kemi, där reaktioner sker, och måste fångas, på en miljondels miljarddels sekund.
Resultaten rapporteras i Nature Communications .
Dr Marcello Ferrera, biträdande professor i nanofotonik vid Heriot-Watt University, ledde arbetet tillsammans med kollegor från University of Glasgow och Purdue University i USA.
"De ultratunna filmerna vi använde är material med nollindex. Ljus beter sig helt annorlunda i dessa material eftersom brytningsindexet, som är hur vi beskriver interaktionen mellan ljus och materia, närmar sig noll. Detta är ett mycket svårt tillstånd att uppnå gemensamt. material.
"Detta öppnar upp en värld av möjligheter eftersom när indexet är så litet börjar materialet vara mycket mottagligt för ultrasnabba ljusstimuli.
"Vi använde denna förbättrade optiska känslighet i ett frekvensupplöst optiskt grindsystem eller FROG-system, vilket är ett av de mest grundläggande verktygen för att mäta utvecklingen av ultrasnabba optiska händelser.
"Det slutliga resultatet var en anmärkningsvärd förbättring av alla nyckeltal, inklusive bandbredd, hastighet och energieffektivitet."
Ferrera påpekar att hans nya system förlitar sig på lättillgängligt, hyllmaterial. Detta innebär att tekniken snabbt kan övergå från laboratoriet till kommersiell tillämpning.
Han pekar på en annan fördel med systemet.
"Denna nya, nollindex FROG minskar grundläggande energikrav och ger också en bredare uppsättning optisk information som kan användas i maskininlärning för att förbättra robustheten och noggrannheten vid karakterisering av ultrasnabba händelser." + Utforska vidare
