洛桑联邦理工学院和马克斯·普朗克的研究人员将非线性光学与电子显微镜相结合，在材料研究和电子束控制方面开启了新的能力
当光穿过材料时，它通常以不可预测的方式表现。这种现象是被称为“非线性光学”的整个研究领域的主题，该领域现在是从激光开发和光学频率计量学到引力波天文学和量子信息科学的技术和科学进步不可或缺的一部分。
此外，近年来，非线性光学在光信号处理、电信、传感、光谱学、光探测和测距等领域得到了应用。所有这些应用都涉及以非线性方式将光操纵到小芯片上的器件的小型化，从而实现芯片级的复杂光相互作用。
现在，洛桑联邦理工学院和马克斯·普朗克研究所的一组科学家将非线性光学现象带入透射电子显微镜中，这是一种使用电子而不是光进行成像的显微镜。该研究由洛桑联邦理工学院的Tobias J. Kippenberg教授和马克斯普朗克多学科科学研究所所长Claus Ropers教授领导。它现在发布在《科学》杂志上。
该研究的核心是“克尔孤子”，即光波在穿过材料时保持其形状和能量，就像完美形成的冲浪波在海洋中传播一样。这项研究使用了一种称为“耗散”的特殊类型的克尔孤子，它是稳定的局部光脉冲，持续数十飞秒，并在微谐振器中自发形成。耗散克尔孤子也可以与电子相互作用，这使得它们对这项研究至关重要。
研究人员在光子微谐振器内形成了耗散克尔孤子，光子微谐振器是一种微小的芯片，可以在反射腔内捕获和循环光，为这些波创造完美的条件。“我们在由连续波激光驱动的微谐振器中产生了各种非线性时空光模式，”领导这项研究的EPFL研究员Yujia Yang解释说。“这些光模式与经过光子芯片的电子束相互作用，并在电子光谱中留下指纹。
