Материалы портала «Научная Россия»

Ученые ТПУ и Университета Бангор нашли способ увеличить разрешение наноскопов

Ученые ТПУ и Университета Бангор нашли способ увеличить разрешение наноскопов
При дальнейшем развитии метода можно будет получать изображения крупных биологических молекул, вирусов, внутренностей живых клеток без трудоемкой подготовки образцов

Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Университета Бангор (Великобритания) впервые экспериментально подтвердили наличие эффекта аномальной амплитудной аподизации для несферических частиц. Это позволяет преодолеть ограничения разрешения в сверхчувствительных оптических микроскопах и увеличить его, сообщает пресс-служба ТПУ. Результаты теоретических исследований и экспериментальное подтверждение были опубликованы в Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IF: 2,54). 

«Сущность явления амплитудной аподизации заключается в том, что если у обычной линзы закрыть часть поверхности — использовать оптический фильтр, амплитудную маску, — у нее увеличится разрешение, но катастрофически упадет интенсивность поля. Этот же эффект наблюдается для сферических диэлектрических частиц-линз, используемых в наноскопах. А наноскопы сегодня — одни из самых зорких среди оптических микроскопов, они обеспечивают разрешение в 50 нанометров в белом свете. Но если использовать в качестве линз несферические диэлектрические частицы, например, цилиндры, освещаемые с торца, либо кубики, то экранирование части поверхности приводит как к увеличению разрешения, так и увеличению интенсивности поля. Наблюдается эффект аномальной амплитудной аподизации. Этой теме посвящен целый цикл статей, опубликованных авторами нашего коллектива», — говорит профессор отделения электронной инженерии ТПУ Игорь Минин. 

Несферические частицы, как и сферические, работают как суперлинзы, собирающие эванесцентные — затухающие — волны.

Эти волны не ограничены дифракционным пределом и способны формировать изображение с необычайно высоким разрешением. 

В своей последней работе ученые приводят экспериментальные данные, подтверждающие наличие эффекта аномальной амплитудной аподизации в миллиметровом диапазоне длин волны. Так, в ходе экспериментов кубические диэлектрические частицы, часть поверхности которых (около 45 %) прикрыта амплитудной маской из меди, показали увеличение разрешения около 36 %, а увеличение интенсивности поля — более чем в 1,3 раза. 

«Другими словами, 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», — отмечает ученый. 

 

Источник: news.tpu.ru

наноскоп

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий