“没有超透镜的超透镜”，超透镜光损突破衍射极限近四倍

文章来源：科技日报

科学家们利用一种新的超透镜技术，通过虚拟后观察技术来观察宽度仅为0.15毫米的物体。初始光学测量显示物体“THZ”（代表所用光的“太赫兹”频率）（右上）；正常镜头后（左下）；以及超透镜之后（右下）。图片来源：澳大利亚悉尼大学

据10月18日《自然-通讯》杂志报道，澳大利亚悉尼大学物理学家展示了一项新研究，该研究实现了迄今超透镜最小光学损失，突破了衍射极限近4倍，他们成功的关键是彻底移除了超透镜。这项研究有望推动超分辨率显微镜的改进，也可推进癌症诊断、医学成像、考古学和法医学等领域的成像。

衍射极限的存在限制了人们用光学仪器能够分辨出来的最小细节。如果人们想要观察一个100纳米大小的细菌，无论用什么颜色的光都会发生很强的衍射，导致看不清楚细菌的形状和结构。而试图用超透镜打破这一限制的尝试都遇到了障碍，因为其光学损失大且成像效果差。

悉尼大学研究人员开发出一种实用的方法，打造出一种“没有超透镜的超透镜”。为了做到这一点，团队将光探测器放置在远离物体的地方，并收集了高分辨率和低分辨率的信息。通过更远距离的测量，探测器不会干扰高分辨率数据。

此前，人们曾尝试使用新材料制造超透镜。然而，大多数材料吸收的光线太多，无法使超透镜发挥作用。此次，研究人员在计算机上对超透镜进行了进一步处理，过滤掉了低分辨率数据。通过选择性放大渐逝或消失的光波，结果产生了物体的“真实”图像。

这种方法可用来以更高分辨率测定树叶中的水分含量，或用于先进的微制造技术，如对微芯片完整性的无损评估。该方法甚至可以用来揭示艺术品中隐藏的层面，也许对揭露伪造艺术品或“隐藏的作品”很有用。

由于该研究是在可见光和微波之间的光谱范围内使用太赫兹频率的光进行的，科学家可以在这一范围内获得有关生物样本的许多重要信息。