科学家Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)和涂德累斯顿,与柏林自由大学合作,已经成功地结合两个首次建立了测量技术:近场光学显微镜和超快的光谱。半岛综合体育官方APP下载德甲计算机辅助技术的发展尤其是对这个目的结合这两种方法的优点,抑制不需要的噪声。这使得拍摄高度精确的纳米尺度的动态过程。结果最近发表在科学报告。
许多重要的但在自然和生命科学,复杂的过程,例如,光合作用或高温超导、尚未被理解。一方面,这是因为这些过程发生在纳米尺度,因此不能观察到传统的光学显微成像。另一方面,研究人员必须能够观察到精确快速变化的各个阶段来更好地理解高度复杂的动力学。因此,高分辨率的时间和空间技术的发展被提升了几十年。
德累斯顿的新相机结合了两个世界的好处:显微镜和超快的能谱。半岛综合体育官方APP下载德甲它使不变的光学测量非常小的、动态变化的生物、化学或物理过程。可以使用仪器紧凑的大小和光谱研究电磁波谱的一大片地区。时间增量从几个飞秒的范围秒可以选择单个图像。“这使得我们的毫微秒示波器适合观看超快的物理过程和生物过程,通常很慢,“HZDR的迈克尔Gensch博士说。
毫微秒示波器基于近场显微镜的进一步发展,在激光辐照是一个超薄金属点。这将创建高度捆绑——数百倍比光的波长小,否则代表了“正常”的限制光学透镜和反射镜。“原则上,我们可以使用整个光谱波长的近场显微镜,从紫外线到太赫兹范围内,“从你德累斯顿阅读卡埃尔Susanne博士说。“样品的聚焦光提供能量,创造一个特殊的点之间的交互和所谓的近场的样本。通过观察激光的散射部分,可以实现空间分辨率在近场大小的顺序,也就是说,在纳米范围。“这项技术、扫描近场光学显微镜(SNOM),通常仅用于成像静态条件。
使用超高速光谱学是至关重要的工具,半岛综合体育官方APP下载德甲另一方面,使科学家能够研究动态过程在短时间尺度和极端的敏感性。空间分辨率,直到现在,然而,仅限于µm范围。原则在这样pump-probe实验功能,例如,与光,压力或电场脉冲如下:在第一个脉冲激发样品研究,第二个脉冲监测样本的变化。如果它们之间的时间是不同的,快照可以在不同的时间,电影可以组装。一个聪明的修正测量误差导致的高灵敏度光谱过程。激活的激励脉冲意味着一种对整个样本系统干扰,需要过滤掉这噪音或“背景”是消除。这是通过探测镇定的样本直接与另一个参考脉冲激励。这个特定的技术不能结合近场光学显微镜直到现在。第一次,团队领导的两个德累斯顿物理学家们已经成功地把所有的毫微秒示波器两种方法的优点。
“我们已经开发出软件与一个特殊的解调技术与这样的优秀的近场光学显微镜的分辨率至少三个数量级比解决常见的超高速spectroscopy-we现在还可以测量样品中动态变化具有高度的敏感性,“阅读卡埃尔解释道。半岛综合体育官方APP下载德甲聪明的电子方法只允许毫微秒示波器记录只有变化实际上发生在由于励磁样本的属性。虽然其他研究小组最近才报道好的时间分辨率毫微秒示波器,他们不能,然而,获得这一重要的修正模式。德累斯顿的解决方案是一个额外的优势,它可以很容易地集成到现有的近场显微镜。
“毫微秒示波器的相当大的波长范围,动态过程可以与最适合研究波长下特定过程的研究。这是一个重要的步骤在理解这些过程。柏林自由大学的同事柏林,例如,跟踪过程中结构变化的雄心勃勃的梦想photocycle单个膜蛋白在特定波长的红外光谱,”Gensch说。阅读卡埃尔和你同事一起,苏珊,他证明了新方法在已知样本系统上,由硅和锗半导体层。”我们未知样本用于演示,我们就不会在位置正确地解释我们的方法的功能,“Kehr压力。
德累斯顿毫微秒示波器是普遍适应各自的科学问题。原则上,探测脉冲波长可以达到从太赫兹范围低紫外线范围。样品可以通过激光刺激、压力、电场或磁场脉冲。原则是实验室测试在一个典型的HZDR激光设计的原理以及激光FELBE。首先测试新太赫兹源TELBE,它提供了极短的电场和磁场脉冲激励,在准备。“在未来,我们不仅将看到如何迅速发生过程,但我们也可以更好的集中发生在样本。这对我们尤其重要TELBE设施,明年将在行动中,“解释了迈克尔•Gensch HZDR TELBE项目的负责人。
