長期以來,物理學家認(rèn)為,光線不可能聚焦於尺度小於自身波長的物(wù)體上。正(zhèng)因為(wéi)有這樣一個界限,光學顯微鏡的聚焦銳度(sharpness of focusing)隻能達到可見(jiàn)光波的波長(大約500納米)。換句話說,利用光學顯微鏡無法看清尺度小於500納米的物體,比如病毒。
不過,一項最新的研究有望打破這一限製。利用一種特殊的超級(jí)透鏡(Superlens),科學家有可能(néng)使光線以(yǐ)極短的焦距(jù)匯聚,銳度可達到50納米。相關論文7月12日在(zài)線發表於《科學》雜誌。
美國密歇根大學物理學(xué)家Roberto Merlin等人對超級透鏡的主要設計是:在(zài)一塊透(tòu)明片(piàn)上畫(huà)上間距遠小於光波波長(zhǎng)的不透明同心圓圈,靠近中央的圓(yuán)圈間距較大(dà),而靠近邊緣的間距較小。這(zhè)樣,通過透(tòu)明片的(de)光(guāng)線在中央最亮,而在邊緣較為昏暗。值得注意的是,通過透鏡的光波是隱失波(evanescent wave),隻能傳遞很短的距離,這些光波在消失之(zhī)前會發(fā)生混(hún)合,形成尺度遠小於光(guāng)波波(bō)長(zhǎng)的單一亮點。
研究人員發現,該超級(jí)透鏡的焦距與透明(míng)片上中央與邊緣的距離相當,而聚焦光點的尺度(dù)完全由圓圈之間的間距決定。
研究人員表示(shì),全世界現在同時進行著許多超(chāo)級透鏡項目,但他(tā)們的技術可能適用(yòng)於各種顏(yán)色的可見光,因此有可能得到最明亮的激光。
Merlin現在正與密(mì)歇根大學的電(diàn)子工程師(shī)Anthony Grbic一道,致力於構建基於(yú)以上技術(shù)的微波聚焦係統。他們有信心將波長30厘米的微波聚焦成一個直徑1.5厘(lí)米的點(diǎn)。
如(rú)果科學家最(zuì)終研製(zhì)出聚焦光波的超級透鏡,那無疑大大促(cù)進生命科學和納米結構研究,而我們日常可見的VCD和DVD的存儲容(róng)量(liàng)也會更大。