研究人员现在可以准确测量等离子体场的出现和阻尼

由汉堡大学、DESY 和斯坦福大学领导的国际研究小组开发了一种新方法来表征任意等离子体样品(例如金纳米粒子)的电场。等离激元材料因其非凡的光吸收效率而受到特别关注，这对于可再生能源和其他技术至关重要。

研究人员在《纳米快报》杂志上报告了他们的研究，该研究将以其有前途的技术平台推动纳米等离子体学和纳米光子学领域的发展。

局域表面等离子体激元是金或银等纳米级金属中电子的独特激发，其中金属内的移动电子与光电场共同振荡。这会凝聚光能，从而实现光子学和能量转换中的应用，例如光催化。

为了推进此类应用，了解等离激元驱动和阻尼的细节非常重要。然而，相关实验发展的一个问题是该过程发生在极短的时间尺度(几飞秒内)。

阿秒社区，包括主要作者 Matthias Kling 和 Francesca Calegari，开发了测量超短激光脉冲振荡电场的工具。在其中一种现场采样方法中，强激光脉冲聚焦在两个电极之间的空气中，产生可测量的电流。然后将强脉冲与弱信号脉冲叠加以进行表征。

信号脉冲调节电离率，从而调节产生的电流。屏蔽两个脉冲之间的延迟提供了与信号脉冲的电场成比例的时间相关信号。

DESY 首席科学家、汉堡大学物理教授兼卓越集群发言人 Francesca Calegari 表示：“我们首次采用这种配置来表征共振激发等离子体样本中出现的信号场。”的物质”。

具有等离子体激元相互作用的重建脉冲与参考脉冲的差异使科学家能够追踪等离子体激元的出现及其快速衰减，他们通过电动力学模型计算证实了这一点。

“我们的方法可用于表征环境条件和远场中的任意等离子体样本，”CUI 科学家 Holger Lange 教授补充道。此外，纳米等离子体材料产生的激光场的精确表征可以构成优化超短激光脉冲相位整形装置设计的新工具。