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新方法成功将超透镜成像分辨率提高一个量级

科技日报记者 陆成宽

超透镜是新方像分一种利用纳米结构来聚焦光线的平面透镜,具有超轻超薄的法成结构和出色光学性能,被人们寄予替代传统光学透镜的功将个量厚望。20日,超透记者从国家纳米科学中心获悉,镜成级香港大学、辨率国家纳米科学中心和英国帝国理工学院等单位的提高研究人员密切合作,开发出一种合成复频波方法,新方像分成功将超透镜的法成成像分辨率提高了约一个量级。相关研究成果在线发表于《科学》杂志。功将个量

2000年,超透英国帝国理工学院教授约翰·彭德里首次提出了超透镜的镜成级概念,并预测其具有突破传统光学成像分辨率极限的辨率能力。紧接着,提高中国科学院外籍院士张翔团队构建出新型银-聚合物超透镜,新方像分极大地推动了超透镜技术的发展和应用。自此以后,超透镜研究成为光学领域的热门课题。

经过广泛验证,利用极化激元材料和超构材料构筑的超透镜,其成像分辨率能够超越传统光学透镜成像分辨率的极限。然而,超透镜在使用过程中的光学损耗,会严重限制其分辨率进一步提升,进而也限制了其发展应用。

为解决这一难题,研究人员提出了一种实用的解决方案,可以显著提高超透镜的成像质量。 “我们借助多频率组合的复频波方法来获得虚拟增益,进而抵消超透镜的光学损耗。我们首先在理论上论证了这一方案的可行性。之后,我们进一步借助微波频段双曲超构材料的超透镜实验,对这一方案进行了验证,验证的成像效果与我们的理论预期高度一致。”论文共同通讯作者、香港大学张霜教授解释。

另外,研究人员还成功创制了一种光频响应的超透镜。“我们团队近年来发现,声子极化激元具有超高的光场压缩能力,可以极大增强光与物质相互作用。因此,我们与港大合作团队深入研讨后,创制了基于合成复频波的碳化硅声子极化激元光学超透镜,成功将超透镜的成像分辨率提升了约一个量级,这将对光学成像领域产生巨大影响。”论文共同通讯作者、国家纳米科学中心研究员戴庆说。

合成复频波方法是一种克服光学系统损耗的有效手段,不仅在超透镜成像领域有卓越的表现,还可以扩展到光学的其他领域。在论文共同通讯作者、香港大学校长张翔院士看来,这是一个优美而普适的方法,可以拓展到其他波动体系,如声波、弹性波以及量子波等,以解决损耗问题。

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