Оптические микроскопы выходят на новые рубежи
SNOM-микроскопия позволяет существенно улучшить разрешение микроскопа, поскольку в этом случае оно лимитируется не длиной волны используемого излучения, но размером самой диафрагмы.
Новая модификация SNOM-методики с использованием "суперлинз", обладающих отрицательным коэффициентом преломления, позволила дополнительно повысить разрешение микроскопа.
Суперлинзы используют удивительный эффект отрицательного преломления, который состоит в том, что световое излучение при прохождении границы раздела сред преломлялось "в неправильную сторону". Поведение света в таких средах впервые рассматривалось еще в 1960-е годы советскими физиками.
Искусственная среда с отрицательным показателем преломления позволяет фокусировать световое излучение в область размером меньше, чем длина волны света, т. е. лучше, чем это в принципе способны сделать обычные линзы.Теперь же ученые из института Макса Планка и университета Техаса смогли создать пленку SiC толщиной всего 880 нанометров, которая и выступила в роли суперлинзы, сообщает Nanotechweb.
Ранее ученые из Калифорнийского университета Беркли с помощью тонкой серебряной фольги и ультрафиолетового света смогли получить изображения с разрешением около 60 нм матрицы нанопроводников и слова "NANO", нанесенного на органическом полимере. Дифракционный предел разрешения обычных оптических микроскопов - 400 нм (в отдельных случаях - около 200 - 300 нм).
Развитие технологии суперлинз послужит также базой для расширения емкости DVD-дисков. Как предполагают ученые, на таком сверхъемком DVD можно будет хранить всю Библиотеку Конгресса США, а это уже действительно фантастическая емкость для 12-сантиметрового диска.
Но в первую очередь, по мнению ученых, суперлинзы найдут применение в оптической микроскопии в медицине и биологии, где позволят значительно расширить пределы SNOM–микроскопии.
С помощью современных оптических микроскопов можно увидеть только такие крупные компоненты клетки, как митохондрии и ядро. А суперлинзовая микроскопия позволит наблюдать за движением белков вдоль микротрубок цитоскелета.
Атомные детали строения биологического объекта позволяет узнать электронная и атомно-силовая микроскопии. Но для получения таких изображений потребуется много времени, так как эти виды микроскопии ограничены по перемещениям зондов, сканирующих поверхность. Также с их помощью нельзя изучить живой образец клетки, поскольку препараты для СТМ и АСМ нужно специально подготавливать.
Потенциальные применения нового SNOM-суперлинзового микроскопа – исследования биологических структур в их естественной среде.
Но сегодняшние исследования ученых – только начало долгого пути в разработке сверхточных оптических приборов и DVD-дисков высокой плотности записи.
Однако, как утверждают специалисты, игра "стоит свеч". Тем более что проблема дифракционного предела универсальна: используя тот же принцип, можно улучшить, в частности, разрешение современных астрономических приборов.
Поделиться