原子成像技术：高分辨率和三维重建

我们展示了所提出技术的工作原理。聚焦的电子束被定向到原子样品上。被电子击中的原子被电离并通过静电场被提取到探测器方向。由于离子的起始速度非常小（见下一节），离子的到达时间与电子束的位置唯一对应。因此，可以轻松地从探测器信号中重建原子的初始位置。通过在云中扫描电子束，可以成像原子云的空间分布。将电子束对准云中的固定位置可以原位测量原子之间的局部密度和时间相关性。结合光学晶格，电子束也可以用于从特定晶格位点确定地移除原子，从而为进一步实验提供强大的准备和检测工具。

成像技术的空间分辨率由电子束的聚焦斑大小确定，可以小到 100 纳米甚至更小，仅取决于所需的束流。除了高分辨率外，该技术还具有几十微米的大焦深度。请注意，简单的方案中无法重建原子沿电子束轴的位置，成像是二维的。但是，可以通过实现离子光学提取系统并跟随空间分辨率检测来克服这一点。然后可以在第三个维度中重建位置[23]，使成像技术变为完全三维。