Los físicos de la Universidad Nacional de Australia dicen que los microscopios ópticos deberían obtener un gran aumento en la ampliación, después de su descubrimiento de una nueva técnica de iluminación láser de alto armónico, que utiliza un cilindro diminuto de 1/50 del ancho de un cabello humano.
Estos diminutos cilindros, hechos de arseniuro de galio y aluminio, pueden tomar una ráfaga de luz láser infrarroja de alta potencia y convertirla en armónicos más altos, lo que hace que su longitud de onda sea hasta siete veces más corta y la envía a las partes visual y ultravioleta del espectro. . El resultado: radiación láser sintonizable extremadamente brillante hasta el rango de rayos X, en ráfagas de attosegundos extremadamente cortas (menos de una billonésima de segundo).
Antes de este trabajo, los armónicos altos de este tipo se generaban normalmente utilizando volúmenes relativamente grandes de gas o plasma. Los cilindros del equipo de ANU ofrecen una forma ultraminiaturizada de estado sólido para lograr este efecto, siempre que pueda apuntar su láser infrarrojo invisible con la precisión suficiente para apuntar al centro exacto de un tubo que tiene aproximadamente una milésima de milímetro de ancho.
Pero desbloquear estas longitudes de onda extremas abre una forma potencial de superar la barrera de resolución que limita los microscopios ópticos con un aumento máximo de aproximadamente 1000 veces. Si bien la óptica permite mayores niveles de aumento, la longitud de onda de la luz visible significa que nada más pequeño que unos 20 nanómetros simplemente no se puede distinguir.
“Las fuentes diminutas de armónicos altos deberían llevar la microscopía óptica a un nivel completamente nuevo”, dijo en un comunicado de prensa la investigadora principal Anastasiia Zalogina, quien recientemente completó un doctorado en el Centro de Física No Lineal. “Con tales fuentes de luz podremos ver en el microscopio óptico cosas mucho más pequeñas, como virus individuales, o monitorear en tiempo real la fabricación de chips semiconductores a escala nanométrica para computadoras y teléfonos inteligentes. También podremos rastrear la dinámica de los electrones”. nubes de átomos y moléculas en tiempo real”.
Anteriormente, la única forma de ver las cosas a esta escala era en el mundo en blanco y negro de la microscopía electrónica.
“La generación de armónicos altos tiene perspectivas prometedoras en la exploración del área de la fotónica y la óptica no lineal, y las aplicaciones en bioimagen debido a una mayor profundidad de penetración y un fotoblanqueo reducido”, continuó Zalogina. “El desarrollo de la generación de armónicos altos también puede conectar la óptica cuántica y la física de campo láser fuerte: la teoría cuántica de la óptica no lineal extrema sugiere que las fuentes de luz no clásicas basadas en los armónicos generados podrían ser valiosas para la comunicación, la información y la computación cuánticas”.
Fuente:
Blain, L. (2022c, octubre 13). High harmonic lasers unlock a resolution boost for optical microscopy. New Atlas. Recuperado 17 de octubre de 2022, de https://newatlas.com/science/anu-high-harmonics/