電子顯微鏡為研究者打開了一個全新的世界，現如今最先進的掃描和傳輸設備甚至可以成像單個原子。盡管達到如此高的分辨率，用恒定的電子束操作也有其缺點。
在超快速反應情形下，如斷裂的化學鍵或原子的振動，不能用這種方法成像。由於這個問題，在最近幾年，研究人員開始研究利用脈衝電子束技術的顯微鏡。“這就類似於頻閃觀測儀利用捕獲連續重複的閃爍信號用於測試目標對象的運動情況，”Peter Hommelhoff教授解釋道，他是弗裏德裏希-亞力山大大學激光物理學院的主席。“這一原理現已應用於電子脈衝中。”
激光受控電子
這項研究中一項特別挑戰是產生盡可能短的脈衝，長度較短的電子“包”減少原子運動可以被成像的時間尺度。利用激光操縱電子流，他們已經成功地生產出一個長度為1.3 飛秒的電子包，一飛秒相當於一百萬分之一秒的十億分之一。
為了實現這一目標，物理學家必須在矽晶格的表麵引導一束電子，它們將激光脈衝的光場疊加在兩個部分上。Martin Kozák是Hommelhoff研究團隊的一名成員，且是該研究論文的第一作者：“我們使用激光控製的周期場的頻率和同步電子的速度。這使得電子獲得或失去能量，我們可以從一個連續的光束中產生超短數據包。”
阿托秒範圍內的脈衝
除此之外，控製電子的加速和減速，弗裏德裏希-亞力山大大學物理學家利用激光脈衝從一個傾斜的矽晶格中成功地橫向偏轉電子。電子在一個方向或另一個方向偏轉，這取決於它們與激光場相互作用的確切時間。這種檢測方法也被用於條紋相機，已經取得了在飛秒範圍內的解決方案。該在埃朗根開展研究得出的方法，將最終實現阿秒範圍或十億分之一的十億分之一秒的時間分辨率。而且條紋相機的一個實際應用是可用於觀察光的傳播。
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