論文の概要: Attosecond electron microscopy by free-electron homodyne detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.03005v1
- Date: Thu, 4 May 2023 17:23:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-09 19:51:43.436192
- Title: Attosecond electron microscopy by free-electron homodyne detection
- Title（参考訳）: 自由電子ホモダイン検出によるアト秒電子顕微鏡
- Authors: John H. Gaida, Hugo Louren\c{c}o-Martins, Murat Sivis, Thomas
Rittmann, Armin Feist, F. Javier Garc\'ia de Abajo and Claus Ropers
- Abstract要約: 時間分解電子顕微鏡は、ナノスケールの励起と時間分解能を持つ物質の動的状態を追跡することを目的としており、最終的にはアト秒状態に達する。
本稿では,FREHD(Free-Electro-n Homodyne Detection)を高時間分解能で電子顕微鏡位相分解光学応答に対する普遍的なアプローチとして紹介する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Time-resolved electron microscopy aims at tracking nanoscale excitations and
dynamic states of matter with a temporal resolution ultimately reaching the
attosecond regime. Periodically time-varying fields in an illuminated specimen
cause free-electron inelastic scattering, which enables the spectroscopic
imaging of near-field intensities. However, access to the evolution of
nanoscale fields and structures within the light cycle requires a sensitivity
to the optical phase. Here, we introduce Free-Electron Homodyne Detection
(FREHD) as a universally applicable approach to electron microscopy of
phase-resolved optical responses at high spatiotemporal resolution. In this
scheme, a phase-controlled reference interaction serves as the local oscillator
to extract arbitrary sample-induced modulations of a free-electron wave
function. We demonstrate this principle through the phase-resolved imaging of
plasmonic fields with few-nanometer spatial and sub-cycle temporal resolutions.
Due to its sensitivity to both phase- and amplitude-modulated electron beams,
FREHD measurements will be able to detect and amplify weak signals stemming
from a wide variety of microscopic origins, including linear and nonlinear
optical polarizations, atomic and molecular resonances and attosecond-modulated
structure factors.
- Abstract（参考訳）: 時間分解電子顕微鏡は、ナノスケールの励起と時間分解能を持つ物質の動的状態を追跡することを目的としている。
イルミネーション標本における周期的時間変化場は自由電子非弾性散乱を引き起こし、近接場強度の分光イメージングを可能にする。
しかし、ナノスケールの磁場と光サイクル内の構造が進化するには、光学相に対する感度が必要である。
本稿では、高時空間分解能の位相分解光応答の電子顕微鏡法として、FREHD(Free-Electron Homodyne Detection)を導入する。
このスキームでは、位相制御された参照相互作用は、自由電子波動関数の任意のサンプル誘起変調を抽出する局所発振器として機能する。
我々は,数ナノメータの空間分解能とサブサイクル時間分解能を有するプラズモニックフィールドの位相分解イメージングにより,この原理を実証する。
位相変調電子線と振幅変調電子線の両方に対する感度のため、FREHD測定は線形および非線形光学偏光、原子と分子の共鳴、アト秒変調構造因子を含む様々な顕微鏡起源から生じる弱い信号を検出し増幅することができる。
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