用寬視場全息顯微鏡觀察超快載流子擴散的高靈敏度可視化

瞬態(tài)全息顯微鏡的成像和全息部分的示意圖，包括脈沖序列來說明信號調(diào)制方法。衍射限制激發(fā)點陣列是通過在樣品位置成像針孔陣列來創(chuàng)建的，可以同時獲取大約100個激發(fā)點的瞬態(tài)數(shù)據(jù)。資料來源:《超快科學》(2023)。DOI: 10.34133/ultrafastscience.0032飛秒瞬態(tài)顯微鏡是研究固體樣品中激發(fā)態(tài)的超快輸運特性的重要工具。大多數(shù)實現(xiàn)僅限于光激發(fā)樣品上的單個衍射限制點，并跟蹤隨后載流子分布的時間演變，因此覆蓋了非常小的樣品區(qū)域。最近，來自意大利和西班牙的科學家們展示了如何使用離軸全息技術來構建一個全光鎖定相機，從而大大增加超快顯微鏡的視野，該相機將信號解調(diào)速度與最大探測器幀速率解耦。

在這項發(fā)表在《超快科學》雜志上的原創(chuàng)研究中，研究人員展示了數(shù)十個單個納米物體的同時瞬態(tài)成像，其中整個視場的光激發(fā)是可取的。在需要衍射限制激發(fā)的固態(tài)樣品的背景下，尚不清楚如何應用新的全息技術。理想情況下，將生成一組覆蓋整個視場的衍射限制激發(fā)點陣列，從而可以同時探測大樣本區(qū)域上的多個點。文章“利用寬視場全息顯微鏡對超快載流子擴散進行高靈敏度可視化”演示了如何通過在樣品位置對針孔陣列進行成像來實現(xiàn)這一功能。這不僅有助于獲得樣品的光物理統(tǒng)計信息，而且對于均勻樣品，所有斑點的信號可以平均，從而大大提高信噪比。