長三角G60激光聯盟導讀
維也納大學和西根大學的研究人員展示了一項顛覆性的技術，他們發現，結合電子顯微鏡和激光技術的新技術使電子束的可編程任意成形成為可能。它可以潛在地用於優化電子光學和自適應電子顯微鏡，最大限度地提高靈敏度，同時最小化光束引起的損傷。這項結果發表在雜誌《PRX》上。
當光線通過湍流或緻密物質時，例如地球大氣層或一毫米厚的組織，標準成像技術在成像質量上受到很大限制。因此，科學家將變形鏡放置在望遠鏡或顯微鏡的光路中，從而抵消了不希望出現的影響。這種所謂的自適應光學在天文學和深組織成像方面取得了許多突破。
維也納大學最近的實驗表明，光（紅色）可以用於任意形狀的電子束（黃色），為電子顯微鏡和計量學開闢了新的可能性。
然而，儘管在材料科學和結構生物學的許多應用中都需要電子光學，但電子光學還沒有達到這種控制水平。在電子光學中，科學家使用電子束而不是光來成像原子分辨率的結構。通常，靜態電磁場用於控制和聚焦電子束。
實驗裝置：自由空間中電子的可編程有質運動偏轉。
在PRX上發表的一項新研究中，維也納大學（物理學院和Max Perutz實驗室）和西根大學的研究人員現在表明，使用排斥電子的高強度、形狀的光場，幾乎可以任意偏轉電子束。1933年，Kapitza和Dirac首次預測了這種效應，隨着高強度脈衝激光器的出現，首次實驗證明（Bucksbaum等人，1988年，Freimund等人，2001年）成為可能。
維也納的實驗現在利用了這種塑造光線的能力。在改進的掃描電子顯微鏡中，激光脈衝由空間光調製器整形，並與反向傳播的同步脈衝電子束相互作用。這使得可以按需壓印電子波的橫向相移，從而實現對電子束的前所未有的控制。
質動機電子-光相互作用。
通過創建凸面和凹面電子透鏡以及生成複雜的電子強度分布，展示了這種創新技術的潛力。正如這項研究的主要作者Marius Constantin Chirita Mihaila所指出的那樣：“我們用激光束在電子波的橫向相位上書寫。我們的實驗為具有數千個可編程像素的脈衝電子顯微鏡的波前整形鋪平了道路。未來，電子顯微鏡的部分部件可能由光製成。”
使用CMOS測量的目標強度（比例尺33 μm），然後再去木質化（5×）至IP。
與其他競爭性電子成形技術相比，該方案是可編程的，並避免了損耗、非彈性散射和材料衍射元件退化引起的不穩定性。維也納大學研究小組負責人Thomas Juffmann補充道：“我們的整形技術可以在脈衝電子顯微鏡中進行像差校正和自適應成像。它可以用來調整顯微鏡，使其適應所研究的標本，從而最大限度地提高靈敏度。”
來源：Transverse Electron-Beam Shaping with Light, PHYSICAL REVIEW X, 10.1103/PhysRevX.12.031043
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