麻省理工學院的研究人員開發了緊湊的單片設備設備，用於檢測具有阿秒級時間級別的電場波形。了解光波在與材料相互作用時是如何振盪對於理解材料中光驅動的能量轉移至關重要，例如太陽能電池或植物。然而，由於光波振蕩的速度奇高，科學家們還沒有開發出一種具有足夠時間分辨率的緊湊型設備來直接捕捉它們。

現在，由麻省理工學院研究人員領導的一個團隊已經展示了芯片規模的設備，可以直接追踪光波的弱電場，因為它們在時間上有變化。他們的設備結合了一個使用短激光脈沖和納米級天線的微芯片，易於使用，不需要特殊的操作環境，最小的激光參數，以及傳統的實驗室電子設備。

該團隊的工作本月早些時候發表在《自然·光子學》上，可能會使開發新的光學測量工具成為可能，並應用於生物學、醫學、食品安全、氣體感應和藥物發現等領域。

“這項技術的潛在應用很多，”共同作者Phillip Donnie Keathley說，他是小組負責人和電子研究實驗室（RLE）研究科學家。”例如，利用這些光學取樣設備，研究人員將能夠更好地了解植物和光伏的光學吸收途徑，或者更好地識別複雜生物系統中的分子特徵。”

長期以來，研究人員一直在尋求測量系統在時間上的變化的方法以追踪千兆赫茲波，比如那些用於你的手機或Wi-Fi路由器的波，需要一個不到1納秒（十億分之一秒）的時間單位。追踪可見光波需要更快的時間分辨率–不到1飛秒（十億分之一秒的百萬分之一）。

麻省理工學院和DESY的研究團隊設計了一種微芯片，利用短激光脈沖在納米級天線的尖端產生極快的電子閃光。納米級天線被設計用來增強短激光脈衝的場，使其強大到足以將電子從天線上扯下來，形成一個電子閃光，並迅速沉積到一個收集電極中。這些電子閃光極其短暫，只持續幾百個阿托秒（1秒的幾千億分之一）。利用這些快速閃光，研究人員能夠拍下更弱的光波經過芯片時的振盪快照。

研究人員說，直接及時測量光波的能力將使科學和工業都受益。當光與材料相互作用時，它的波在時間上被改變，留下里面的分子的特徵。這種光場採樣技術有望以比以前的方法更高的保真度和靈敏度捕捉這些特徵，同時使用現實世界應用所需的緊湊和可集成的技術。