Сотрудники Саутгемптонского и Бристольского университетов изготовили чрезвычайно простую линзу, которая позволяет преодолеть дифракционный предел.

Другими словами, при работе на некоей заданной длине волны такая линза обеспечит более высокое разрешение изображений, чем обычная. «КЛ» уже не раз рассказывала о подобных приспособлениях, но все они имели существенные недостатки: некоторые (скажем, «суперлинзы» из метаматериалов) слишком сложны в изготовлении, другие работают только с отдельными классами образцов, третьи дают результат лишь тогда, когда находятся в непосредственной близости от исследуемых предметов.

Действие нового варианта линзы основано на эффекте «оптической суперосцилляции», недавно предсказанном и экспериментально подтверждённом британскими физиками. Этот эффект, если не вдаваться в подробности, даёт теоретическую возможность получать фокусное пятно сколь угодно малых размеров, окружённое паразитным ярким гало. Микроскопической фокусной точке, заметим, достаётся чрезвычайно малая часть общей мощности излучения, что усложняет задачу учёных.

Британцев, однако, это не отпугнуло, и они нашли несложную и очень удачную конструкцию «суперосцилляторной линзы» — тривиальной маски из тонкой (100 нм) алюминиевой фольги, в которой было проделано несколько кольцевых концентрических прорезей разной ширины. При облучении лазером на длине волны в 640 нм такая маска давала фокусную точку диаметром в 185 нм, расположенную в 10,3 мкм от фольги.

Дальнейшее тестирование показало, что оригинальная линза имеет великолепную разрешающую способность и способна создать (на той же длине волны в 640 нм) качественные изображения 112-нанометровых прорезей, находящихся в 137 нм друг от друга. Она также смогла сформировать довольно чёткие изображения отверстий в золотой плёнке, разнесённых всего на 105 нм.

Отчёт об экспериментах опубликован в журнале Nature Materials.

Подготовлено по материалам Ars Technica.

Текст: Дмитрий Сафин

Подробнее