超快透射电子显微镜中样品前光子型自由电子调制器的实现
光学
2025-05-13 v2
摘要
空间和时间光调制是一项成熟的技术，能够动态整形光场的相位和振幅，显著提高成像方法的分辨率和灵敏度。在透射电子显微镜（TEM）框架内将这种能力转化为电子束是非常理想的，以受益于这些仪器的纳米级空间分辨率。在这项工作中，我们报道了将光子型自由电子调制器集成到两台超快TEM镜筒中用于样品前电子束整形的实验实现。我们利用电子-光子相互作用，同时借助动态控制的光场和电子-激光-样品相互作用几何构型的定制设计，相干地调制电子波函数的横向和纵向分量。使用能量和动量分辨的电子探测，我们成功重建了TEM样品平面处的整形电子波函数。这些结果证明了在探测样品前操纵电子波函数的能力，为超快电子显微镜中创新成像方法的未来发展铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2503.11313,
title = {Realization of a Pre-Sample Photonic-based Free-Electron Modulator in Ultrafast Transmission Electron Microscopes},
author = {Beatrice Matilde Ferrari and Cameron James Richard Duncan and Michael Yannai and Raphael Dahan and Paolo Rosi and Irene Ostroman and Maria Giulia Bravi and Arthur Niedermayr and Tom Lenkiewicz Abudi and Yuval Adiv and Tal Fishman and Sang Tae Park and Dan Masiel and Thomas Lagrange and Fabrizio Carbone and Vincenzo Grillo and F. Javier García de Abajo and Ido Kaminer and Giovanni Maria Vanacore},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.11313},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 5, figures, includes supplementary information, journal paper