Femtosekunden Anrege-Abfrage Mikro-Spektrometer
Final Report Abstract
Das herausragende Experiment, an dem das Gerät beteiligt war, war eines zur Erzeugung der dritten Harmonischen in Gold-Nanostrukturen. Die hohen Intensitäten von kurzen Laserpulses werden durch die Plasmon-Resonanz in Gold-Nanostrukturen noch einmal überhöht. Dies verstärkt nichtlineare optische Prozesse, wie zum Beispiel die Erzeugung der dritten Harmonischen. Dabei fällt also beispielsweise Licht der Wellenlänge 1500 Nanometer (im Infraroten) auf die Nanostruktur und erzeugt dort lokal Licht der Wellenlänge 500 Nanometer, im Grünen, bei der dreifachen optischen Frequenz. Wir konnten diesen bekannten Effekt in einer fundamental neuen Weise anwenden. Während traditionell in der Plasmonik optische Nahfelder durch die sorgfältige Anordnung von Metall-Nanostrukturen kontrolliert werden, also von der lokalen Anordnung des Materials bestimmt werden, konnten wir zeigen, dass man die Feldverteilung bei der dritten Harmonischen auch gezielt durch eine andere Feldverteilung, die bei der Fundamentalen, einstellen kann. Geringfügige Änderungen der fundamentalen Wellenlänge führen in passend gewählten Nanostrukturen zu drastisch geänderten Feldverteilungen bei der dritten Harmonischen. Dieser Effekt der nichtlinearen Plasmonik erlaubt eine räumliche Kontrolle, die weit über die der linearen Plasmonik hinausgeht. Dieses in Nature Communications publizierte Experiment war nur durch die beantragte Kombination von breitbandig durchstimmbaren gepulsten Lasersystem, hochauflösendem optischen Mikroskop und Fluoreszenz-Spektroskopie möglich.
Publications
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Shaping the nonlinear near field, Nature Communications, 7, 10361 (2016)
Daniela Wolf, Thorsten Schumacher, Markus Lippitz
