211service.com
První čočka, která vytváří nanometrové snímky s viditelným světlem
Pokud jde o mikroskopii, nejmenší věc, kterou můžete vyřešit, je omezena vlnovou délkou světla, které používáte. Ve viditelném světle je limit asi 200 nm, což je velikost viru spalniček.
Dnes Allard Mosk z University of Twente v Nizozemí a několik kamarádů předvádí zcela nový typ mikroskopie, který toto rozlišení zdvojnásobuje. Aby ukázali, že to funguje, používají 561nm laserové světlo k zobrazení zlatých nanočástic o průměru pouhých 97 nanometrů a říkají, že by to mělo být možné ještě lépe.
Ale nejúžasnější na této technice je čočka, kterou používá. Mosk a spol. dosáhli svého triku pomocí plochého kousku matného skla (tj. průhledné desky, která je na jedné straně vyleptána tak, že zcela rozptyluje procházející světlo). Zde je návod.
Nejprve si představte, co tato matná deska dělá s rovinnou vlnou světla, která jí prochází. Plochá vlna dopadá na leptaný povrch a rozptyluje se do všech směrů. Část světla pak pokračuje do skla, ačkoli čelo vlny již není ploché, ale dramaticky zdeformované. Zkreslené světlo pak vychází z druhé (čiré) strany skla a nyní se jeví jako jakési náhodné skvrny.
Mosk a spol zaznamenají tuto zkreslenou vlnoplochu pomocí CCD čipu a vypracují její tvar.
Nyní si představte nastavení znovu s nepatrným rozdílem. Tentokrát, než rovinná světelná vlna dopadne na rozptylový povrch, ji Mosk a spol. pošlou přes prostorový modulátor světla, který může vlnu jakkoli deformovat.
Mosk a spol. mohli využít informace z prvního experimentu k ohnutí přicházející vlny přesně správným způsobem, aby se zrušilo zkreslení způsobené rozptylovou vrstvou. Astronomové používají tento přístup ke korekci světla z hvězd, které je zkresleno atmosférou.
Ale ve skutečnosti jdou Mosk a kamarádi ještě dál. Zkreslují přicházející rovinnou vlnu takovým způsobem, že rozptylová vrstva způsobí, že se dostane do ohniska. Důležitým bodem však je, že toto ohnisko je mnohem těsnější, než lze dosáhnout s běžnou čočkou, která se spoléhá pouze na lom světla. To umožňuje vyšší rozlišení.
Jejich vybavení je tak přesné, že dokáže přesně řídit, kde se ohnisko objeví, a dokonce s ním pohybovat. To jim umožňuje vytvořit obraz skenováním ohniska tam a zpět přes zkoumaný objekt, aby vytvořili 2D obraz.
Mosk a spol. demonstrují techniku zobrazením zlatých nanočástic o průměru pouhých 97 nm, ale tvrdí, že by to mělo fungovat až na 72 nm. Naše práce je první čočkou, která poskytuje rozlišení v režimu nanometrů na viditelných vlnových délkách, říkají.
To je elegantní a výkonná technika, která by mohla mít široké uplatnění. Čočka, což je ve skutečnosti plochá deska fosfidu galia, která byla na jedné straně leptaná kyselinou, je levná a snadno se vyrábí. Je také bez aberací a zkreslení, které sužují konvenční konstrukce založené na refrakci.
Je snadné si představit, že je rychle přijat v mnoha laboratořích.
Ref: arxiv.org/abs/1103.3643 : Rozptylová čočka Rozlišuje struktury pod 100 nm pomocí viditelného světla
Nyní můžete sledovat The Physics arXiv Blog na Cvrlikání