Міжнародна група фізиків запропонувала новий тип оптичної лінзи

Міжнародна група фізиків запропонувала новий тип оптичної лінзи, яка дозволяє отримувати у видимому світлі зображення об’єктів рекордно малих розмірів – менше 100 нанометрів. Стаття вчених з’явилася в журналі Physical Review Letters, а її препринт доступний на сайті arXiv.org.

Відкритий в 1873 році Ернстом Аббе дифракційний межа встановлює обмеження на розмір об’єкта, зображення якого можна отримати за допомогою традиційної оптичної системи – для видимого діапазону ця межа становить близько 200 нанометрів (внутрішні структури бактерій, наприклад, мають менші розміри).

В рамках нової роботи дослідники запропонували схему лінзи, яку вони назвали HIRES (High Index Resolution Enhancement by Scattering). В основі системи лежить шар фосфіду галію товщиною 400 нанометрів. Поверхня матеріалу (верхній шар товщиною усього кілька нанометрів) була випадковим чином має намір “зіпсована” за допомогою сірчаної кислоти.

Фізики проаналізували картину розсіювання, яку дає така лінза. Після цього за допомогою комп’ютера вони розрахували відповідні параметри лазера, яким освітлювали об’єкт, для отримання всередині шару галію хвильового фронту потрібної форми (в даному випадку, сферичної). При цьому, змінюючи параметри лазера, фізики змінювали розташування фокуса своєї лінзи.

В якості тестового об’єкта виступали золоті частинки діаметром менше 100 нанометрів. Скануючи частинки кілька разів за допомогою фокусу і аналізуючи зібрані дані, дослідники отримали зображення з роздільною здатністю близько 97 нанометрів.

В даний час ведуться роботи по створенню лінз, здатних долати дифракційний межа. Так, наприклад, з так званих метаматеріалів (матеріали, в яких властивості визначаються переважно будовою, а не складом), що мають негативний коефіцієнт заломлення, створюють суперлінзи. Для них, в теорії, дифракційного межі немає. Крім цього є успіхи у створенні ближнепольных мікроскопів, що уловлюють стоячі електромагнітні хвилі з експоненціально спадної в околиці об’єкта інтенсивністю.

препринт доступний на сайті arXiv.org.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *