沒有超透鏡的超透鏡
據(jù)18日《自然·通訊》雜志報(bào)道,澳大利亞悉尼大學(xué)物理學(xué)家展示了一項(xiàng)新研究,該研究實(shí)現(xiàn)了迄今超透鏡最小光學(xué)損失,突破了衍射極限近4倍,他們成功的關(guān)鍵是徹底移除了超透鏡。這項(xiàng)研究有望推動(dòng)超分辨率顯微鏡的改進(jìn),也可推進(jìn)癌癥診斷、醫(yī)學(xué)成像、考古學(xué)和法醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的成像。
科學(xué)家們利用一種新的超透鏡技術(shù),通過虛擬后觀察技術(shù)來觀察寬度僅為0.15毫米的物體。初始光學(xué)測量顯示物體“THZ”(代表所用光的“太赫茲”頻率)(右上);正常鏡頭后(左下);以及超透鏡之后(右下)。 衍射極限的存在限制了人們用光學(xué)儀器能夠分辨出來的最小細(xì)節(jié)。如果人們想要觀察一個(gè)100納米大小的細(xì)菌,無論用什么顏色的光都會(huì)發(fā)生很強(qiáng)的衍射,導(dǎo)致看不清楚細(xì)菌的形狀和結(jié)構(gòu)。而試圖用超透鏡打破這一限制的嘗試都遇到了障礙,因?yàn)槠涔鈱W(xué)損失大且成像效果差。 悉尼大學(xué)研究人員開發(fā)出一種實(shí)用的方法,打造出一種“沒有超透鏡的超透鏡”。為了做到這一點(diǎn),團(tuán)隊(duì)將光探測器放置在遠(yuǎn)離物體的地方,并收集了高分辨率和低分辨率的信息。通過更遠(yuǎn)距離的測量,探測器不會(huì)干擾高分辨率數(shù)據(jù)。 此前,人們曾嘗試使用新材料制造超透鏡。然而,大多數(shù)材料吸收的光線太多,無法使超透鏡發(fā)揮作用。此次,研究人員在計(jì)算機(jī)上對超透鏡進(jìn)行了進(jìn)一步處理,過濾掉了低分辨率數(shù)據(jù)。通過選擇性放大漸逝或消失的光波,結(jié)果產(chǎn)生了物體的“真實(shí)”圖像。 這種方法可用來以更高分辨率測定樹葉中的水分含量,或用于先進(jìn)的微制造技術(shù),如對微芯片完整性的無損評估。該方法甚至可以用來揭示藝術(shù)品中隱藏的層面,也許對揭露偽造藝術(shù)品或“隱藏的作品”很有用。 由于該研究是在可見光和微波之間的光譜范圍內(nèi)使用太赫茲頻率的光進(jìn)行的,科學(xué)家可以在這一范圍內(nèi)獲得有關(guān)生物樣本的許多重要信息。 相關(guān)鏈接:https://phys.org/news/2023-10-superlensing-super-lens-physicists-boost.html 關(guān)鍵詞: 超透鏡
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