杯狀奈米透鏡突破繞射極限
- 上線日期：2009/8/18 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
韓國科學家最近研發出可以突破光學繞射極限(diffraction limit)的新型奈米透鏡，該透鏡是利用杯狀有機分子自組成(self-assembly)，能解析線寬小至200 nm的圖像，並有極短的焦距，能讓衰減極快的耗散波(evanescent wave)資訊被接收到。此元件可望應用在奈米及生物造影、光微影術及其他奈米光學領域中。
傳統的光學透鏡是擷取物體發射出的光，使其偏折並投影成像。然而，物體除了發出普通光線外，也會發出攜帶大量訊息的耗散波，但這種波隨距離增加而呈指數衰減，無法抵達像平面，此即光學上的繞射極限。
浦項科技大學(Pohang University of Science and Technology)的Kwang Kim表示，他們研發出的奈米透鏡表面曲率很高，因此曲光能力極強，此外，穿過透鏡奈米級圓型孔徑的光繞射後，會與繞過透鏡週圍的光產生干涉。在一般尺度下，光的繞射與干涉現象很小，因此可將光視為直線前進，但進入奈米尺度後，光的波動本質便會顯現出來。兩種效應綜合的結果造成奈米透鏡的焦距極短。
Kim團隊將10 mg的calixhydroquinone(CHQ)溶於2 ml的丙酮與2 ml的水中，接著緩慢蒸發溶液讓它自組成各種不同的CHQ結構，其中包含直徑約50 nm的奈米透鏡。由複雜的超穎材料(metamaterial)組成的超級透鏡(super lens)也不受繞射極限的束縛，但奈米透鏡是一個簡單且真實的透鏡。
奈米透鏡將有機會被運用在奈米生物成像、光學蝕刻、奈米光學元件及拉曼造影等應用。上述研究團計畫將透鏡整合入奈米級系統中，例如用來取代傳統光學系統，使整個實驗縮小至奈米級，以實現晶片實驗室技術。詳見Nature 460 498 (2009) doi:10.1038/nature08173。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/39993
譯者:劉翼綱(彰化師範大學物理系)
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