洛桑联邦理工学院
环形谐振器
信用:严() 瑞士和德国的科学家已经利用集成光子学实现了高效的电子束调制，集成光子学是在芯片上引导光线的电路
这些实验可能会导致电子显微镜中全新的量子测量方案
透射电子显微镜(TEM)可以用电子而不是光在原子尺度上成像分子结构，已经彻底改变了材料科学和结构生物学
在过去的十年里，人们对将电子显微术与光学激发相结合产生了很大的兴趣，例如，试图通过光来控制和操纵电子束
但是一个主要的挑战是传播中的电子与光子之间相当弱的相互作用
在一项新的研究中，研究人员已经成功地证明了使用集成光子微谐振器的极其有效的电子束调制
这项研究由托比亚斯·J教授领导
EPFL的基普彭伯格和马克斯·普朗克生物物理化学研究所和哥廷根大学的克劳斯·罗珀教授合作，发表在《自然》杂志上
这两个实验室形成了一种非常规的合作，将通常不相关的电子显微镜和集成光子学领域结合在一起
光子集成电路可以在芯片上以超低损耗引导光，并使用微环谐振器增强光场
在罗珀小组进行的实验中，电子束被引导通过光子电路的光学近场，以允许电子与增强的光相互作用
然后，研究人员通过测量吸收或发射几十到几百个光子能量的电子的能量来探测相互作用
这些光子芯片是由基普彭伯格的团队设计的，其构建方式使得微环谐振器中的光速与电子的速度完全匹配，极大地增加了电子-光子的相互作用
这种技术能够对电子束进行强调制，连续波激光的功率只有几毫瓦——这是一种由普通激光指示器产生的功率水平
该方法大大简化了电子束的光学控制并提高了效率，可以在常规的透射电子显微镜中无缝实现，并且可以使该方案更广泛地适用
“基于低损耗氮化硅的集成光子电路已经取得了巨大的进步，并正在强烈推动许多新兴技术和基础科学的进步，如激光雷达、电信和量子计算，现在被证明是电子束操纵的新成分，”Kippenberg说
实验装置，显示了用于演示电子-光子相互作用的透射电子显微镜和氮化硅微谐振器
信用:缪拉·西维斯 罗珀斯补充说:“电子显微镜和光子学的结合有可能将原子尺度成像和相干光谱学独特地联系起来。”
“对于未来，我们预计这将产生对微观光学激发的前所未有的理解和控制
" 研究人员计划进一步扩展他们在新形式的量子光学和自由电子阿秒计量方面的合作
氮化硅样品是在EPFL的微纳技术中心开发的
实验在哥廷根超快透射电子显微镜(UTEM)实验室进行
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
