Создана линза простой конструкции, способная преодолеть дифракционный предел

Источник: zonefly.cn

Группа ученых из Южной Кореи и США продемонстрировала миниатюрные сферические линзы, которые позволяют вести наблюдение объектов нанометровых размеров в видимом диапазоне.

Разрешающая способность оптических инструментов ограничивается, как известно, явлением дифракции; в 1873 году немецкий физик Эрнст Аббе показал, что даже идеальная линза не позволит рассмотреть детали изображения, размер которых меньше половины длины волны падающего света.

По заявлениям авторов работы, при наблюдении в видимой части спектра их «самоорганизующиеся» линзы способны выдавать изображение, на котором отчетливо различимы линии, отстоящие друг от друга всего на 250 нм. «Это доказывает, что дифракционный предел можно преодолеть», — замечает руководитель научной группы Ким Кван (Kwang Kim) из Университета науки и технологий Пхохана.

Для изготовления линз используется ароматическое органическое соединение каликс[4]гидрохинон. Сначала производятся нанотрубки путем охлаждения раствора гидрохинона в смеси ацетона и воды, а затем образовавшиеся нанотрубки нагреваются, в ходе чего формируются сферические и полусферические структуры диаметром в несколько сотен нанометров.

Механизм действия этих линз авторам неизвестен; по предположению г-на Кима, они каким-то образом собирают исчезающие волны и за счет этого приобретают свойства так называемых суперлинз. «Данные компьютерного моделирования говорят о том, что исчезающие волны взаимодействуют с волнами видимого света, вследствие чего разрешающая способность линз возрастает, — говорит ученый. — Но детали этого взаимодействия остаются загадкой».

Некоторые специалисты считают изобретение авторов очередным вариантом линз типа «твердая иммерсия», которые также имеют форму полусфер и при расположении на минимальном расстоянии от образца способны фиксировать детали изображения схожих размеров. Ученые признают, что в функционировании двух типов линз можно обнаружить много общего, однако характеристики представленной разработки, по их мнению, значительно — на 60% — превосходят показатели линз типа «твердая иммерсия».

Полная версия отчета исследователей опубликована в журнале Nature.