長期以來,物理學家認為,光線不可(kě)能聚焦於尺度小於(yú)自身波長的物體上。正因為有這樣一個界限,光學顯微鏡的聚焦銳度(sharpness of focusing)隻能達到可見光波的波長(zhǎng)(大約500納米(mǐ))。換句話說,利用光學顯微鏡無法看清尺度小於(yú)500納米(mǐ)的物體,比(bǐ)如病毒。
不過,一項最新的(de)研究有望打(dǎ)破這一限製。利用一種特殊的超級透(tòu)鏡(jìng)(Superlens),科學家有可能使光線以極短的焦距(jù)匯聚,銳度可達到50納米(mǐ)。相(xiàng)關論文7月12日在線發表於《科學》雜誌。
美(měi)國密歇根大學物理學家Roberto Merlin等(děng)人對超級透(tòu)鏡的主要設計是:在一塊透明片上畫上間距(jù)遠小於光波波(bō)長的不透明同心圓圈,靠近中央的圓圈間距較大,而靠近邊緣的間距較小。這(zhè)樣,通過透明片的光線在中央最亮,而在(zài)邊緣較為昏暗(àn)。值得注意的是,通過透鏡的光波是隱失波(evanescent wave),隻能傳(chuán)遞很短的距(jù)離(lí),這些光波在消失之前會發生(shēng)混(hún)合,形成尺度遠小於光波波長的(de)單一亮點。
研究人員發現,該超級(jí)透鏡的焦距與透明片上中央與邊緣的距離(lí)相當,而聚焦光點的尺(chǐ)度完全由圓圈之(zhī)間的間距決(jué)定。
研究人員(yuán)表示(shì),全世界現在同時進行著許多超級透(tòu)鏡項(xiàng)目,但他們的技術可能適用於各種顏色的可見光(guāng),因此有可(kě)能得到最明亮的激光。
Merlin現在正與密歇根大學的電子工程師Anthony Grbic一道,致力於構建基於以上(shàng)技術的(de)微波聚焦係統。他們(men)有信心將波長30厘米的微波聚(jù)焦成一個直徑1.5厘米的點。
如果科學家最終研製出聚焦光波(bō)的超級透鏡,那無疑大(dà)大促進生命科學和納米結構研究,而我們日常可(kě)見的VCD和DVD的存儲容量也會更大。