211service.com
Rekordbrytande superlins krossar diffraktionsgränsen
Det måste vara 10 år sedan John Pendry vid Imperial College London drömde om idén om superlinser. Fram till dess hade fysiker trott att upplösningen för alla linser var begränsad av ett fenomen som kallas diffraktionsgränsen, vilket innebär att du inte kan se något mindre än ungefär halva våglängden av det upplysande ljuset.
Det är sant om du tittar på utbredningskomponenten av ljusvågor. Men ljus registrerar också mindre sub-våglängdsdetaljer i sina evanescenta komponenter, som inte fortplantar sig. Åtminstone inte vanligtvis. Vad Pendry visade var att flyktiga komponenter kan fortplanta sig i ett material med negativt brytningsindex, och han påpekade att en tunn film av silver borde ha precis rätt egenskaper.
Sedan dess har loppet pågått för att bygga superlinser. 2005 skapade Nicolas Fang vid University of Illinois i Urbana-Champaign en som kunde registrera detaljer så små som en sjättedel av en våglängd. Det var en betydande förbättring över diffraktionsgränsen, men varför inte bättre?
Det visar sig att silverfilmer bara några tiotals nanometer tjocka är extremt svåra att göra. På denna skala tenderar silver att klumpa ihop sig till öar, som vatten på plast, vilket gör filmen ganska oregelbunden. Detta minskar dramatiskt förmågan hos evanescenta vågor att fortplanta sig.
Nu har Fang och några kompisar, inklusive Stan Williams på HP Labs, i Palo Alto, CA, utarbetat hur man gör tunna silverfilmer släta. Tricket är att odla silvret på ett lager germanium, vilket tvingar det att bilda en slät tunn film.
Detta nya objektiv är en enorm förbättring. Med en rekordstor upplösning på en tolftedel av ljusets våglängd, öppnar den upp ett helt nytt bildområde när det förlängs till det avlägsna fältet, en bedrift som kan uppnås genom att limma en korrugerad silveryta ovanpå superlinsen, säger laget.
Och större upplösning borde fortfarande vara möjlig: den teoretiska gränsen är en tjugondel av en våglängd.
Fang och co avslutar med den dramatiska förutsägelsen att dessa superlinser ska göra det möjligt att filma molekyler i aktion i realtid med synligt ljus.
Det borde vara en imponerande film.
Ref: arxiv.org/abs/0906.1213 : Molecular Scale Imaging med en smidig superlins