將光學顯微鏡帶到盡可能短的長度和時間尺度，一直是長期追求的目標之一，從而將納米基本動力學與凝聚態(tài)物質(zhì)的宏觀功能聯(lián)系起來。

　　超分辨率顯微鏡，通過利用光學非線性繞過了遠場衍射極限。通過利用與針尖限制的漸逝光場線性相互作用，近場顯微鏡已經(jīng)達到了更高的分辨率，通過探索運動中的納米宇宙nanocosm，激發(fā)了研究熱點領(lǐng)域。然而，納米級頂點的有限半徑阻礙了獲得原子級分辨率。

　　近日，德國 雷根斯堡大學(University of Regensburg)T. Siday, J. Hayes, F. Schiegl，J. Wilhelm, M. A. Huber, Y. A. Gerasimenko & R. Huber等，在Nature上發(fā)文，利用限制消逝場中的原子非線性，以推動全光學顯微鏡達到皮米空間和飛秒時間分辨率。

　　All-optical subcycle microscopy on atomic length scales. 原子長度尺度上，全光學亞循環(huán)顯微學。

　　圖1: 原子級針尖的近場響應(yīng)-樣品分離。

　　圖2: 基于隧道電流，光波驅(qū)動發(fā)射的皮米衰減。

　　圖3: 光波驅(qū)動的隧道電流產(chǎn)生了太赫茲輻射的微觀圖像。

　　圖4: 近場光隧穿發(fā)射near-field optical tunnelling emission，NOTE顯微鏡的空間分辨率。

　　圖5: 二維材料硒化鎢WSe2的亞循環(huán)近場光隧穿發(fā)射NOTE光譜。

       在這些尺度上，發(fā)現(xiàn)了一種有效的非經(jīng)典近場響應(yīng)，并與光的矢量勢同相，并嚴格限制在原子尺度內(nèi)。該超快信號的特征在于，大約π/2光學相位延遲，并且便于隧道動力學的直接監(jiān)測。在原子力顯微鏡中，納米尺寸缺陷進行成像，以及半導體范德華材料上的電流瞬態(tài)進行亞周期采樣，展示了這種全光概念的力量。在導電和絕緣量子材料中，在最終短時空尺度上，開啟研究量子光-物質(zhì)相互作用和電子動力學。

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　　參考文獻： 中國光學期刊網(wǎng)

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