北京大學物理學院教授張家森在近期出版的《物理學報》上，發(fā)表了題為《飛秒時間分辨近場光學系統(tǒng)實現(xiàn)及其應用》的論文。這篇文章表明，我國科學家實現(xiàn)了國內首例飛秒近場光學系統(tǒng)，時間分辨率達到170飛秒，空間分辨率達到80納米。此前，國際上只有瑞典、日本等國的幾個研究小組達到這一水平。在7月27日舉行的中國科協(xié)第七次科技期刊與媒體見面會上，有關專家將這一成果推薦給大眾媒體。

　　據(jù)介紹，由于納米科技的發(fā)展，科學家已能研究納米尺度甚至亞納米尺度的物理過程。在時間尺度上的很多重要過程，如化學反應及光合作用等，往往發(fā)生在飛秒(1飛秒為10-15秒)量級。近年來，隨著飛秒脈沖激光技術的發(fā)展，飛秒時間分辨光譜技術在納米材料的載流子弛豫動力學、化學反應動力學、光合作用超快過程等研究領域得到廣泛應用。其中很多研究對象的超快動力學性質具有高度空間依賴性，如納米材料、量子線、量子點以及光合系統(tǒng)捕光色素復合物等。由于普通的遠場飛秒光譜技術受衍射極限限制，無法對納米結構的非均一性所造成的精細結構加以分析，有必要在突破光學衍射極限的尺度上進行探測。

　　該論文作者在實驗技術和方法上具有創(chuàng)新性。他們將飛秒光脈沖和近場光學顯微鏡結合，成功實現(xiàn)了飛秒時間分辨近場光學系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過高頻聲光調制和差頻鎖相探測，極大提高了信噪比，消除了抽運、探測光本底信號，從而在收集模式下測得飛秒時間分辨的透射光微弱信號變化。同時獲得了80納米的空間分辨和170飛秒的時間分辨測量。科研人員利用該實驗系統(tǒng)，研究了金納米結構的熱電子弛豫動力學過程，觀察到不同位置間熱電子弛豫動力學的差異。