由于材料必须经历极端条件,因此在广泛的热力学状态下,检测材料(特别是有毒液体)的物理性质是极具挑战性的问题之一。光声相互作用(如布里渊Brillouin-曼德尔施塔姆散射Mandelstam scattering)有望实现这种因折射率和声速变化的温度和压力状态。
近日,德国 马克斯·普朗克光科学研究所 (Max Planck Institute for the Science of Light) Andreas Geilen, Alexandra Popp,Birgit Stiller等,在Nature Physics上发文,报道了在极端热力学状态下,布里渊-曼德尔施塔姆对液体的纳升体积的测量。这是主要是基于含有二硫化碳、完全密封的液芯光纤liquid-core optical fibre而实现的。在该波导内,其表现出紧密的光声限制和高布里渊增益,还进行了局部布里渊响应的空间分辨测量,从而获得了沿液体通道的温度和压力值分辨图像。在非常大的正压(1,000巴以上)和相当大的负压(-300巴以下)下,还测量了液芯liquid core的材料性质,并探索了等压和等容状态。广泛的热力学控制,使得仅利用微小体积的液体,实现了超过40%布里渊频移的可调性。Extreme thermodynamics in nanolitre volumes through stimulated Brillouin–Mandelstam scattering. 基于受激布里渊-曼德尔施塔姆散射,纳升体积中的极端热力学。图1:样品几何结构,以及室温时积分布里渊Brillouin光谱分析。
图2:在积分布里渊测量中,观察到的劈裂解释。
图3:分布式布里渊测量。
图4: 受激布里渊散射的热力学控制(样品直径2.1μm,长度2m)。
Geilen, A., Popp, A., Das, D. et al. Extreme thermodynamics in nanolitre volumes through stimulated Brillouin–Mandelstam scattering. Nat. Phys. (2023). https://doi.org/10.1038/s41567-023-02205-1https://www.nature.com/articles/s41567-023-02205-1.pdf声明:仅代表译者个人观点,小编水平有限,如有不当之处,请在下方留言指正!