In een baanbrekende prestatie hebben wetenschappers met succes extreme ultraviolet (EUV) spatiotemporale optische wervels (STOV's) gegenereerd. Deze ontdekking, gedetailleerd in recent onderzoek, opent nieuwe wegen in verschillende gebieden, waaronder beeldvorming en ultrasnelle wetenschap. Het onderzoek werd uitgevoerd aan het Jozef Stefan Instituut.
STOV's zijn unieke laserstralen met een gedraaid faseprofiel in het spatiotemporale vlak. Hierdoor kunnen ze orbitale impulsmoment (OAM) dragen langs de richting dwars op de voortplanting. Het team gebruikte hoge-orde harmonische generatie (HHG), een extreem niet-perturbatieve niet-lineaire proces, om deze complexe stralen te creëren.
Het proces omvat het focussen van een intense infrarood (IR) laserstraal in een gas. Dit genereert een kam van harmonischen, inclusief EUV-licht. De onderzoekers ontdekten dat de topologische lading van de resulterende EUV-wervels lineair schaalt met die van het aandrijvende laserveld. Dit maakt precieze controle over de eigenschappen van de EUV STOV's mogelijk.
De mogelijkheid om EUV STOV's te genereren en te manipuleren heeft aanzienlijke implicaties. Deze stralen kunnen worden gebruikt voor niet-destructieve, lage-dosis beeldvorming van delicate structuren. Dit is een grote vooruitgang in vergelijking met traditionele methoden zoals elektronenmicroscopie, die schade kunnen veroorzaken. De studie benadrukt ook de potentie voor toepassingen in kwantumoptica, optische communicatie en metrologie.
De onderzoekers toonden de dualiteit aan in de focusdynamiek van STOV's, waaruit bleek dat ze kunnen worden getransformeerd in spatiospectrale optische wervels (SSOV's) en vice versa. Deze ontdekking heeft het potentieel om verschillende wetenschappelijke en technologische gebieden te revolutioneren.