Микроскопия фотоионизационных процессов

Продемонстрирован метод, сочетающий ионизацию свободных молекул остросфокусированным фемтосекундным лазерным излучением с проекционной микроскопией в расходящемся электрическом поле. Электрическое поле создано в вакууме между металлической иглой и плоским позиционно-чувствительным детектором заряженных частиц. Метод позволяет исследовать фотоионизационные процессы в разреженных газовых средах с субдифракционным пространственным разрешением и может быть использован также для измерения профиля остросфокусированного лазерного пучка высокой интенсивности. В демонстрационном эксперименте, в котором фемтосекундное лазерное излучение с пиковой интенсивностью ~10¹⁴ Вт/см² сфокусировано в вакууме вблизи миллиметрового острия в пятно диаметром 40 мкм, достигнуто пространственное разрешение ~2 мкм. Согласно нашим оценкам, использование более острой иглы позволит обеспечить субмикронное пространственное разрешение, что является важным условием для пространственной диагностики остросфокусированного излучения коротковолновой ВУФ и рентгеновской областей спектра.