Fig. 1:Allestimento sperimentale. Un impulso laser di 2,3 cicli (lunghezza d'onda centrale 770 nm) è stato fatto passare attraverso due polarizzatori a griglia metallica e una piastra a semionda. È stato messo a fuoco con uno specchio di focalizzazione sul campione di TiN all'interno di una camera a vuoto. Il campione è stato montato su un tavolino XY motorizzato, permettendone la traslazione senza riallineare l'ottica. La radiazione ad alta armonica generata (HHG) è passata attraverso una fenditura, diffratto da un reticolo VUV curvo, e ha raggiunto il rilevatore di lastre a microcanali (MCP). Lo spettro VUV osservato è stato ripreso con una telecamera CCD. Credito:DOI:10.1038/s41467-021-25224-z
La generazione di alte armoniche dai metalli apre un legame tra armoniche solide e plasma. La generazione ad alta armonica (HHG) è il campo della creazione di fotoni ad alta frequenza da laser a bassa frequenza. HHG è la pietra angolare dell'ottica non lineare, con applicazioni in spettroscopia, scienza dell'attosecondo e così via. In questo studio, i ricercatori hanno utilizzato per la prima volta il nitruro di titanio per ottenere l'HHG nei metalli refrattari. Nel futuro, questo potrebbe aprire la strada alla focalizzazione della radiazione su scala nanometrica per l'uso nella nanolavorazione, nanofabbricazione e applicazioni mediche, così come il potenziamento HHG per la generazione di pettini di frequenza per la prossima generazione di orologi nucleari.
Alessandra Boltasseva, il Ron e Dotty Garvin Tonjes Professore di Ingegneria Elettrica e Informatica. Il lavoro interdisciplinare di Boltasseva fonde nano-ottica, scienza dei materiali e apprendimento automatico per abilitare una nuova generazione di dispositivi per dispositivi ultraveloci, ottica ultrasottile, circuiti fotonici/quantici più densi e memorizzazione dei dati, rilevamento di ambienti difficili, applicazioni biomediche, conversione energetica e temperatura ambiente, dispositivi quantistici efficienti.
Vladimir M. Shalaev, il Bob e Anne Burnett Distinguished Professor di Ingegneria Elettrica e Informatica e direttore scientifico per la nanofotonica al Birck Nanotechnology Center nel Discovery Park di Purdue. Shalaev è riconosciuto per i suoi studi pionieristici sull'ottica lineare e non lineare di compositi nanofotonici casuali, metamateriali ottici progettati e ingegnerizzati artificialmente, plasmonica e fotonica quantistica.
I ricercatori hanno combinato nitruro di titanio, un metallo refrattario introdotto dai gruppi di ricerca Shalaev-Boltasseva, che ha una tolleranza laser eccezionalmente elevata, con impulsi laser estremamente brevi costituiti da poche oscillazioni di campo elettrico. La tolleranza laser 10 volte maggiore del nitruro di titanio rispetto all'oro ha permesso ai ricercatori di colpirlo con radiazioni ad alta intensità, emettendo luce a lunghezza d'onda più corta fino a 110 nm, nel regime dell'ultravioletto sotto vuoto per la prima volta in un metallo.
