Найден способ сделать лучший оптический микроскоп еще лучше

Разрешение сверхчувствительного оптического микроскопа — наноскопа — смогли существенно повысить. Ученые добились этого результата, изменив геометрические свойства линзы микроскопа. Описание теоретических исследований и экспериментального подтверждение опубликовано на страницах Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves.

Если у обычной линзы закрыть часть поверхности или использовать амплитудную маску, у нее увеличится разрешение, но резко упадет интенсивность проходящего через нее светового потока. Этот эффект ученые называют аподизацией, он наблюдается для сферических диэлектрических частиц-линз, используемых в одном из самых мощных видов оптических микроскопов – наноскопах. Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из университета Бангор (Великобритания) теоретически описали и экспериментально доказали, что разрешение наноскопа можно существенно повысить, если использовать амплитудные маски на несферических частицах (например, цилиндры или кубики).

Несферические частицы работают как суперлинзы, собирающие затухающие волны, которые могут формировать изображение с необычайно высоким разрешением. Ученые провели серию экспериментов и показали, что если использовать в качестве линз наноскопа несферические частицы, то при закрытии части поверхности увеличивается и разрешение, и интенсивность, то есть наблюдается эффект аномальной амплитудной аподизации. В ходе экспериментов кубические диэлектрические частицы, часть поверхности которых (около 45%) прикрыта амплитудной маской из меди, увеличили разрешение микроскопа на 36%, интенсивность поля при этом увеличилась более чем в 1,3 раза.

«Используя сферические частицы-линзы, разрешение наноскопов можно увеличить только ценой потери энергии, а используя несферические, — увеличение разрешения происходит с увеличением интенсивности поля в фокусе. При дальнейшем развитии метода с помощью несферических частиц возможно будет получать изображения крупных биологических молекул, вирусов, внутренностей живых клеток без трудоемкой подготовки образцов, что требуется, например, при флуоресцентной микроскопии», — рассказал один из авторов исследования, профессор отделения электронной инженерии ТПУ Игорь Минин.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.