Физики снова "преодолели" дифракционный предел

Сравнение изображений, полученных обычной линзой (слева) и HIRES-линзой. Иллюстрация авторов исследования

Международная группа физиков предложила новый тип оптической линзы, которая позволяет получать в видимом свете изображение объектов рекордно малых размеров - менее 100 нанометров. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org.

Открытый в 1873 году Эрнстом Аббе дифракционный предел устанавливает ограничение на размер объекта, изображение которого можно получить с помощью традиционной оптической системы - для видимого диапазона этот предел составляет около 200 нанометров (внутренние структуры бактерий, например, имеют меньшие размеры).

В рамках новой работы исследователи предложили схему линзы, которую они назвали HIRES (High Index Resolution Enhancement by Scattering). В основе системы лежит слой фосфида галлия толщиной 400 нанометров. Поверхность материала (верхний слой толщиной всего несколько нанометров) была случайным образом намерено "испорчена" при помощи серной кислоты.

Физики проанализировали картину рассеивания, которую дает подобная линза. После этого при помощи компьютера они рассчитали подходящие параметры лазера, которым освещали объект, для получения внутри слоя галлия волнового фронта нужной формы (в данном случае, сферической). При этом, меняя параметры лазера, физики меняли расположения фокуса своей линзы.

В качестве тестового объекта выступали золотые частицы диаметром менее 100 нанометров. Сканируя частицы несколько раз при помощи фокуса и анализируя собранные данные, исследователи получили изображение с разрешением около 97 нанометров.

В настоящее время ведутся работы по созданию линз, способных преодолевать дифракционный предел. Так, например, из так называемых метаматериалов (материалы, в которых свойства определяются преимущественно строением, а не составом), имеющих отрицательный коэффициент преломления, создают суперлинзы. Для них, в теории, дифракционного предела нет. Кроме этого есть успехи в создании ближнепольных микроскопов, улавливающих стоячие электромагнитные волны с экспоненциально убывающей в окрестности объекта интенсивностью.

Обсудить
Наука и техника00:0117 ноября

Пробила дно

Планета-пришелец расколола Землю и сдвинула континенты
Они ушли
Русские покидают Сирию. Там остаются тысячи террористов, а войне не видно конца
«Этим проклятым американцам мы еще покажем!»
Афганцы полюбили русских и возненавидели США
Кровавый конвейер
На Гаити круглый год режут и свежуют скот
Реджеп Тайип ЭрдоганВ спину не больно
Россия забыла обиды и взахлеб дружит с Турцией
Дональд ТрампСвоих не бросаем
План Трампа: спасти богатых и сэкономить на бедных
Входит и не выходит
Сложно ли попасть в крупную сеть и что бывает с теми, кто встал на ее полку
Цены подмерзают
В российских магазинах перед праздниками подешевели новогодние продукты
«Караваны русов доходили до Багдада»
Украинский историк про Русь с маленькой буквы
Пробила дно
Планета-пришелец расколола Землю и сдвинула континенты
Проект наземной мобильной версии электромагнитной пушкиИ так сойдет
Америка прекратила разработку сдерживающего Россию оружия
Последняя самостоятельная машина Mitsubishi
Каким получился Mitsubishi Eclipse Cross
Все конкуренты флагмана Cadillac в России
Какие машины на российском рынке не обрадуются появлению СТ6
Тест: советские автомобили непонятного назначения
Угадай, какую работу выполняли эти машины
Самые редкие версии BMW M5
Эксклюзивные M5 для пуристов, арабских шейхов и просто прогулок с ветерком
«Меня не убили, просто развели»
Россиянка влюбилась по уши и лишилась жилья
Что-то встало за окном
Строения, вызывающие самые пошлые ассоциации
С собой не увезешь
Как живут российские олигархи за границей
Его ворсейшество
Бессмертные ковры возвращаются на стены российских квартир