アト秒分解能での光場のオンチップサンプリング

今回我々は、周囲条件下においてサブ光サイクル分解能で任意の低エネルギー近赤外波形をサンプリングできるオンチップ光エレクトロニクスデバイスを実証する。今回の検出器は、共振ナノアンテナからの場駆動光電子放出を用いて、弱い光波形の電場をプローブするアト秒電子バーストを生み出した。我々は、こうしたデバイスを用いることによって、約50 pJ (0.64 GV m⁻¹)の近赤外駆動パルスを用いて約5 fJ (6.4 MV m⁻¹)の数サイクル近赤外波形の電場をサンプリングした。我々は、こうした弱い光波形のサンプリングの他に、光電子放出ナノアンテナの局所的なプラズモンダイナミクスを測定によってin situで直接明らかにした。応用としては、可視領域から赤外領域の分子指紋の広帯域時間領域分光法、非線形現象の時間領域解析、高強度場光物質相互作用の詳細な研究などがある。