ساخت اَبَرلنزهایی با بالاترین وضوح

به گزارش خبرگزاری صدا وسیما، به نقل از تارنمای ساوت چاینا مورنینگ پست، محققان با این روش جدید اَبَرلنز‌هایی ساخته‌اند که می‌تواند تصاویر در اندازه‌های ده‌ها نانومتر را تشخیص دهد که بسیار فراتر از محدودیت‌های میکروسکوپ‌های سنتی است.

سرپرستی این محققان را تیمی از دانشگاه هنگ کنگ به عهده داشتند که با همکاری مرکز ملی علوم نانو چین و جان پندری، پیشگام انگلیسی ابرلنز انجام شده است.

لنز‌های میکروسکوپ معمولی نمی‌توانند تصاویر مناسبی از کوچکترین اجسام تولید کنند. از قرن نوزدهم، محققان می‌دانستند میکروسکوپ‌های نوری دارای محدودیت وضوح هستند و فراتر از آن نمی‌توان اشیا را به طور واضح مشاهده کرد.

ذرات کوچکتر از حدود ۲۰۰ نانومتر مانند برخی ویروس ها، در زیر میکروسکوپ نوری قابل تشخیص نیستند. فیزیکدانان از امواج مرکب برای افزایش کیفیت تصویربرداری ابرلنز استفاده کردند در حالی که لنز تصویربرداری نوری ساخته شده، بالاترین وضوح را دارد.

این تیم تحقیقاتی به رهبری شوانگ ژانگ رییس موقت فیزیک از دانشگاه هنگ کنگ (HKU)، با مشارکت مرکز ملی علوم و فناوری نانو چین، امپریال کالج لندن و دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، یک رویکرد موج مرکب فرکانس مصنوعی جدید (CFW) برای حل مشکل تلفات نوری در ابر تصویربرداری پیشنهاد کرده‌اند.

تصویربرداری در بسیاری از زمینه‌ها از جمله زیست شناسی، پزشکی و علوم مواد نقش مهمی دارد. میکروسکوپ‌های نوری از نور برای تصویربرداری از اجسام کوچک استفاده می‌کنند. با این حال، میکروسکوپ‌های معمولی تنها می‌توانند اندازه اشیاء را در بهترین حالت در حدود طول موج نوری که به عنوان حد پراش شناخته می‌شود، تشخیص دهند.

رییس و معاون فعلی دانشگاه هنگ کنگ و همکارانش در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، به طور تجربی تصویربرداری را با استفاده از یک فیلم نازک نقره و یک توده چند لایه نقره، دی الکتریک نشان دادند.

این شیوه به طور گسترده‌ای توسعه یافته و کاربرد فناوری ابر لنز را ارتقا داد. همه ابرلنز‌ها از تلفات نوری اجتناب ناپذیری رنج می‌برند که انرژی نوری را به گرما تبدیل می‌کند. این امر به طور قابل توجهی بر عملکرد دستگاه‌های نوری مانند ابر لنز‌های تصویربرداری تأثیر می‌گذارد.

تلفات نوری عامل محدودکننده اصلی است که توسعه نانوفوتونیک‌ها را در سه دهه گذشته محدود کرده است. در صورت رفع این مشکل، بسیاری از کاربردها، از جمله مدار‌های سنجش، تصویربرداری و نانوفتونیک از این موضوع بهره‌مند خواهند شد. این کار راه حلی برای غلبه بر تلفات نوری در سامانه‌های نوری ارائه کرده است که یک مشکل دیرینه در نانو فوتونیک است.

به گفته محققان، این روش را می‌توان به راحتی به سایر کاربردها، از جمله سنجش مولکولی و مدار‌های مجتمع نانوفوتونیکی تعمیم داد. از این روش به عنوان یک روش قابل توجه و اجرا در سراسر جهان است. این شیوه را می‌توان برای مقابله با اتلاف در سامانه‌های موج دیگر، از جمله امواج صوتی، الاستیک، کوانتومی و ارتقای کیفیت تصویربرداری استفاده کرد. نتایج این تحقیق در مجله ساینس منتشر شده است.