突破衍射极限:物理学家们展示新型超透镜研究进展
自从17世纪研究者列文虎克第一次开始研究微生物以来,人类就一直试图更深入地观察无限小的世界。然而,使用传统光学方法检查物体的距离存在物理限制。这被称为“衍射极限”,科学家们一直在努力开发新的技术,希望能进一步突破衍射极限,揭示微观世界的更多秘密。
近日研究人员开发出了一种潜在的革命性超级透镜技术,使研究人员能够看到比以前见过的更小的物体。实现了无需物理超透镜的超分辨率成像。他们的方法是其他人从未尝试过的。
这一突破有潜力在超分辨率显微镜、医学成像和艺术分析等各个领域引起革命性的变革。
悉尼大学的物理学家们在超级透镜研究方面取得了重大进展,实现了无需物理超级透镜的超分辨率成像。他们最近展示了一种以最小损失实现超级透镜的新途径,有潜力让我们看到无限小的事物,突破了曾经被认为是无法逾越的障碍。这种技术克服了衍射极限,几乎将衍射极限提高了四倍。令人惊讶的是,他们的突破是通过完全去除超级透镜实现的。该研究近日发表在《自然通讯》上。
无需超透镜:与以往的超透镜尝试不同,这种技术不需要物理超透镜。开发出一种无需超级透镜即可实现超级透镜的实用方法。相反,它利用计算机上的后处理步骤来执行超透镜操作。
光探针和数据收集:研究人员将光探针放置在距离他们想要成像的样品一定距离处,并收集高分辨率和低分辨率的信息。通过远距离测量,探针不会干扰高分辨率数据,这是以前方法的局限之一。新方法使用毫米波长的太赫兹频率的光完成的,该光位于可见光和微波之间的光谱区域。
选择性放大消逝光波:然后将收集到的信息输入计算机进行处理,选择性放大消逝光波。这种放大可以创建出物体的“真实”图像,将衍射极限提高了四倍。而无需物理超级透镜。
这一突破性技术的影响非常重大:
在各个领域的进展:能够看到比以往更小的事物为医学、诊断和微纳制造技术等领域带来了可能性。这一突破进展可以增强超分辨显微镜技术,推动癌症诊断、医学成像、考古学和法医学等领域的进步。例如,该技术可以用于更高分辨率地确定叶片的含水量、无损评估微芯片的完整性,或者揭示艺术作品中隐藏的层次,有助于揭示艺术伪造或隐藏作品。
安全距离下的高分辨率成像:这种技术可以在与物体保持安全距离的同时进行高分辨率成像,而不会扭曲所见之物。它为高分辨率光学显微镜提供了一种新的方法。