211service.com
Pirmais objektīvs, kas rada nanometra attēlus ar redzamu gaismu
Runājot par mikroskopiju, mazākais, ko varat atrisināt, ir ierobežots ar izmantotās gaismas viļņa garumu. Ar redzamo gaismu robeža ir aptuveni 200 nm, kas ir apmēram masalu vīrusa lielums.
Šodien Allards Mosks no Tventes universitātes Nīderlandē un daži draugi demonstrē pilnīgi jaunu mikroskopijas veidu, kas dubulto šo izšķirtspēju. Lai pierādītu, ka tas darbojas, viņi izmanto 561 nm lāzera gaismu, lai attēlotu zelta nanodaļiņas, kuru diametrs ir tikai 97 nanometri, un saka, ka vajadzētu būt iespējai darīt vēl labāk.
Bet visbrīnišķīgākā lieta šajā tehnikā ir tajā izmantotais objektīvs. Mosk un co panāk savu viltību, izmantojot plakanu matēta stikla gabalu (ti, caurspīdīgu plāksni, kas ir iegravēta vienā pusē tādā veidā, kas pilnībā izkliedē cauri ejošo gaismu). Lūk, kā.
Vispirms iedomājieties, ko šī matēta plāksne dara ar plakanu gaismas vilni, kas iet cauri tai. Plakanais vilnis skar iegravēto virsmu un izkliedējas visos virzienos. Daļa gaismas pēc tam turpina iekļūt stiklā, lai gan viļņu fronte vairs nav plakana, bet gan dramatiski izkropļota. Pēc tam izkropļotā gaisma izplūst no stikla otras (skaidras) puses un tagad parādās kā nejaušs plankums.
Mosk un co ieraksta šo izkropļoto viļņu fronti, izmantojot CCD mikroshēmu, un izstrādā tās formu.
Tagad iedomājieties iestatījumu vēlreiz ar nelielu atšķirību. Šoreiz, pirms plaknes gaismas vilnis sasniedz izkliedes virsmu, Mosk un co nosūta to caur telpisko gaismas modulatoru, kas var izkropļot vilni jebkādā veidā.
Mosk un co varētu izmantot informāciju no pirmā eksperimenta, lai saliektu ienākošo vilni tieši pareizajā veidā, lai novērstu izkliedējošā slāņa radītos traucējumus. Astronomi izmanto šo pieeju, lai koriģētu atmosfēras izkropļoto zvaigžņu gaismu.
Bet patiesībā Mosk un draugi iet tālāk. Tie izkropļo ienākošo plaknes vilni tā, ka izkliedējošais slānis liek tam nonākt fokusā. Tomēr svarīgs ir tas, ka šis fokusa punkts ir daudz ciešāks, nekā to var sasniegt ar parastu objektīvu, kas balstās tikai uz refrakciju. Tas nodrošina augstāku izšķirtspēju.
Viņu aprīkojums ir tik precīzs, ka var precīzi kontrolēt, kur parādās fokusa punkts, un pat var to pārvietot. Tas ļauj viņiem izveidot attēlu, skenējot fokusa punktu uz priekšu un atpakaļ pāri pētāmajam objektam, lai izveidotu 2D attēlu.
Mosk un co demonstrē šo paņēmienu, attēlojot zelta nanodaļiņas, kuru diametrs ir tikai 97 nm, taču saka, ka tai vajadzētu darboties līdz 72 nm. Viņi saka, ka mūsu darbs ir pirmais objektīvs, kas nodrošina izšķirtspēju nanometru režīmā redzamos viļņu garumos.
Tā ir eleganta un spēcīga tehnika, kurai var būt plašs pielietojums. Lēca, kas patiesībā ir plakana gallija fosfīda plāksne, kas vienā pusē ir iegravēta ar skābi, ir lēta un viegli izgatavojama. Tajā nav arī novirzes un kropļojumi, kas skar parastos uz refrakciju balstītos dizainus.
Ir viegli iedomāties, ka tas tiek ātri pieņemts daudzās laboratorijās.
Atsauce: arxiv.org/abs/1103.3643 : Izkliedējošais objektīvs ar redzamo gaismu atrisina struktūras, kas ir zem 100 nm
Tagad varat sekot emuāram The Physics arXiv vietnē Twitter