Lichtbronnen met een korte golflengte, die verder gaan dan de kleur die het menselijk oog kan waarnemen, hebben een enorm toepassingspotentieel, maar het beheersen ervan is erg moeilijk. Promovendus Sylvianne Roscam Abbing (ARCNL) demonstreert als eerste de controle over extreem-ultraviolette lichtpulsen met behulp van nanostructuren. Dit schept mogelijkheden om op nieuwe manieren licht te genereren en om nanostructuren te inspecteren. Een onderzoeksteam onder leiding van Peter Kraus (VU en ARCNL) en Femius Koenderink (AMOLF) publiceerde deze bevindingen in Physical Review Letters.
Bio-samples en moderne computerchips
Hoewel we extreem ultraviolet licht niet kunnen zien, heeft het een golflengte die kort genoeg is om toegang te krijgen tot kenmerken op de nanoschaal, variërend van bio-samples tot moderne computerchips. Het produceren van licht met zulke korte golflengten kan worden gedaan door hoge harmonische generatie: een proces dat infrarode laserpulsen omzet in extreem-ultraviolette pulsen met behulp van een gas of vaste stof. Het beheersen en manipuleren van dit extreem-ultraviolette licht met daaropvolgende optische elementen blijft echter moeilijk, aangezien extreem-ultraviolet licht door alle materialen wordt geabsorbeerd.
Roscam Abbing en haar collega's omzeilen dit probleem door het licht direct te manipuleren op de locatie waar het wordt gegenereerd, met behulp van een nanogestructureerde vaste stof om licht van te genereren. Op deze manier kunnen de karakteristieken van het extreem-ultraviolette licht worden beheerst met ongekende flexibiliteit. Naast lichtmanipulatie laten de onderzoekers ook zien dat zelfs complexe nanostructuren met een vergelijkbare aanpak in beeld kunnen worden gebracht. In dat geval wordt het extreem-ultraviolette licht van de nanostructuren vastgelegd na het generatieproces, en vervolgens wordt het licht gebruikt om de structuur zelf te achterhalen. Deze nieuwe manier van beeldvorming zorgt voor een sterk verbeterde resolutie dankzij de korte golflengte van het extreem-ultraviolette licht.