我国科研组利用超振荡效应显著提升了声学超透镜成像分辨率

澳门新葡萄京官网首页,传统光学器件的衍射极限极大地制约了远场超分辨光学系统的进一步发展.如何从光学器件层面突破光学衍射极限瓶颈,实现非标记远场超分辨光学成像,是光学领域面临的巨大挑战。  科研人员首先从声波动方程出发,成功地构造了具有时间周期特性的声波超振荡函数;将时间频率映射到空间频率。实现了远场超分辨声聚焦,超振荡效应显著提升了声学超透镜成像分辨率。   光学超振荡在不依靠倏逝波的条件下,可以在远场实现任意小的亚波长光场结构,这为突破光学衍射极限提供了一条崭新的途径。超声超透镜在生物医学超声成像、生物医学应用和通用的远场超声控制等领域具有应用潜力。  声透镜,会聚或发散声波的声学元件。发散声波的声透镜常用在可听声频段,它是一组似百叶窗形的弯曲薄板,装在扬声器的口上,使扬声器边缘辐射的声波绕道传播,此时扬声器的辐射接近球面波辐射,从而展宽了扬声器的高频指向性。  近年来,光学超振荡现象和超振荡光学器件的相关研究得到了快速发展,在理论和实验上成功地演示了超振荡光场的产生和多种超振荡光学器件,并在实验上展示了超振荡光学器件在非标记远场超分辨光学显微、成像以及超高密度数据存储等应用领域的巨大优势和应用潜力.

中国航空报讯:近日,中国科大郭光灿院士团队的孙方稳小组实验实现了50纳米空间分辨力高精度多功能量子传感。该系列研究成果日前发表在应用物理权威期刊《应用物理评论》上。

微纳光电子器件具有尺寸小、电磁场强度低、易受干扰等特点,因此,
微纳电磁场探测技术需要同时解决高空间分辨力、高测量灵敏度及非破坏性测量等难题和挑战。

科研人员提出利用量子传感和量子探针等新思路,发展了具有纳米级空间分辨力的远场光学超分辨成像新技术。结合高保真度量子态调控技术,
实现了同时具有高空间分辨力、高测量灵敏度及非破坏性测量的微纳电磁场测量技术。

科研人员首先基于金刚石氮空位色心中电荷态的调控,提出并实现了具有纳米级空间分辨力超低泵浦功率的电荷态耗尽纳米成像术,实现了4.1纳米空间分辨力的电子自旋量子态的成像与检测。实验获得的成像分辨力是光学衍射极限的1/86,超过了受激辐射损耗荧光显微成像术,2014年度诺贝尔化学奖所获得的1/67的精度,
将有望应用在活体生物检测中。他们进一步将CSD纳米成像术与荧光寿命成像、光学偏振态检测、电子自旋态高保真度量子操控技术相结合,实现了对金属纳米线结构所携带的光场态密度、偏振、电流及其产生的磁场等多个物理量的非破坏性测量,空间分辨力达50纳米,使得该微纳光电磁场的探测精准度超过了96%。

这些系列成果为高空间分辨力非破坏电磁场检测和实用化的量子传感打下了基础,将应用于微纳电磁场及光电子芯片的检测,并拓宽远场超分辨成像技术的应用场景。

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