顯微鏡把一個(gè)全新的世界展現(xiàn)在人類的視野里，人們第一次看到了數(shù)以百計(jì)的"新的"微小動(dòng)物和植物，以及從人體到植物纖維等各種東西的內(nèi)方便就看見部構(gòu)造。顯微鏡還有助于科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新物種，有助于醫(yī)生治療疾病。
4月19日，以色列海法，Technion-Israel Institute of Technology的研究人員演示了一種使用非線性波混合技術(shù)來獲取漸逝波圖像的方法。所述顯微鏡方法使研究人員能夠完全重構(gòu)漸逝波的電磁場(chǎng)，并執(zhí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的波圖案的變化。
非線性混波將兩個(gè)或多個(gè)光束結(jié)合在一起，其中包括一個(gè)非常強(qiáng)的光束，以產(chǎn)生另一種不同顏色的新電磁波。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在半導(dǎo)體、電介質(zhì)和金屬中。Technion的研究人員將寬而強(qiáng)的脈沖光束與waves逝波在整個(gè)表面上混合，產(chǎn)生了新的光波，隨后可以通過常規(guī)手段對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。
漸逝波是光子集成電路的副產(chǎn)品，它以類似于電子電路的方式使用導(dǎo)光波。導(dǎo)波不會(huì)輻射到其宿主結(jié)構(gòu)的外部，但是會(huì)在空中留下快速衰減的特征。該功能稱為漸逝波。
由于它們的能量仍然束縛在表面上，因此無(wú)法使用標(biāo)準(zhǔn)的顯微鏡方法檢測(cè)到van逝波。特殊方法可以通過使用一根小針頭靠近表面并散布其附近的電磁功率來檢測(cè)這些波，或者通過在表面上發(fā)射電子并表征其后續(xù)光譜來檢測(cè)這些波。
盡管這兩種技術(shù)能夠提供高空間分辨率，但它們依賴于復(fù)雜的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。它們還有很長(zhǎng)的采集時(shí)間，無(wú)法實(shí)時(shí)導(dǎo)波。
Frischwasser說：“我意識(shí)到它也可以以其他方式工作-這種模式下的信息可以非線性耦合出來。我從未想過這種新的顯微鏡方案可以為近場(chǎng)科學(xué)開辟新的，迄今為止是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的機(jī)會(huì)。”
“除了散裝材料之外，兩種材料之間的任何界面自然都會(huì)發(fā)生非線性波混，這使其成為納米光子學(xué)的理想平臺(tái)-納米光子學(xué)經(jīng)常在界面處處理光，”該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人，Andrew和Erna Viterbi電機(jī)工程學(xué)院的教授Guy Guy Bartal說： “在一定的空間限制之下，信息仍然綁定在表面上，任何相機(jī)都無(wú)法看到。我們的技術(shù)將這些信息“釋放”到可以被檢測(cè)到的輻射中，即使使用商用相機(jī)也是如此！”
該方法是非線性近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡(NNOM)，僅需要功能強(qiáng)大的商用激光源以及標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)組件和檢測(cè)器。
“在測(cè)試該方法時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)他們能夠提取出驚人數(shù)量的信息。通過改變高強(qiáng)度脈沖的極化，我們可以看到不同的形狀，”巴塔爾說：“然后我們發(fā)現(xiàn)，我們不僅在測(cè)量the逝波，還可以選擇從中提取哪些信息。”
該團(tuán)隊(duì)成功地分離并可視化了van逝波“旋轉(zhuǎn)”中存儲(chǔ)的信息，即界面上電場(chǎng)的順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。
團(tuán)隊(duì)成員Kobi Cohen說：“當(dāng)您在自由空間中處理光學(xué)信息時(shí)，一切都會(huì)變得容易得多。我們可以看到表面波的空間頻率含量，而不僅僅是真實(shí)空間的形狀，并且通過重構(gòu)算法，我們也設(shè)法提取了它們的相位。從這里開始，通向全場(chǎng)重建的道路很清晰。”
Shai Tsesses說：“我們想證明這種新的顯微鏡方案可以實(shí)際應(yīng)用。由于有時(shí)您需要確保確切的漸逝模式，例如在光學(xué)陷波和操縱實(shí)驗(yàn)中，或者在納米光子平臺(tái)中嘗試光學(xué)尋址量子發(fā)射器時(shí)。”
Frischwasser說：“我們甚至還沒有開始探索該方案及其應(yīng)用的局限性。這很可能會(huì)幫助我們開發(fā)出更好的光子電路驗(yàn)證方法。我們對(duì)未來感到非常興奮，并希望世界各地的許多團(tuán)體能夠加入我們的行列。”
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