Fisikawan mendorong mikroskop melampaui batas

Sejak Antony van Leeuwenhoek menemukan dunia bakteri melalui mikroskop pada akhir abad ke-17, manusia telah mencoba untuk mengintip lebih dalam ke dunia yang sangat kecil.

Namun, ada batasan fisik mengenai seberapa akurat tubuh dapat diperiksa menggunakan metode visual tradisional. Batas ini dikenal sebagai batas difraksi dan ditentukan oleh fakta bahwa cahaya tampak sebagai gelombang. Artinya, gambar terfokus tidak boleh lebih kecil dari setengah panjang gelombang cahaya yang digunakan untuk mengamati suatu objek.

Upaya untuk melampaui batas ini dengan “lensa super” semuanya menemui hambatan berupa kehilangan penglihatan yang parah, sehingga membuat lensa menjadi buram. Kini fisikawan di Universitas Sydney telah mendemonstrasikan cara baru untuk mencapai superlensing dengan kerugian minimal, melanggar batas difraksi hampir empat kali lipat. Kunci kesuksesan mereka adalah melepas lensa super sepenuhnya.

Penelitian ini dipublikasikan di Komunikasi Alam.

Para peneliti mengatakan pekerjaan ini seharusnya memungkinkan para ilmuwan untuk lebih meningkatkan mikroskop resolusi super. Hal ini dapat mengarah pada pengembangan pencitraan di berbagai bidang seperti diagnosis kanker, pencitraan medis, atau arkeologi dan forensik.

Penulis utama penelitian ini, Dr Alessandro Toñez dari Fakultas Fisika dan Institut Nano Universitas Sydney, mengatakan: “Kami kini telah mengembangkan cara praktis untuk menerapkan superlensing, tanpa superlensing. Untuk melakukan hal ini, kami memposisikan probe optik kami lebih jauh dari objek dan mengumpulkan informasi resolusi tinggi dan resolusi rendah.” “Dengan mengukur jauh, probe tidak mengganggu data resolusi tinggi, yang merupakan fitur dari metode sebelumnya.”

Upaya sebelumnya telah berupaya menciptakan lensa superior dengan menggunakan bahan baru. Namun, sebagian besar bahan menyerap begitu banyak cahaya sehingga lensa super berguna.

“Kami mengatasinya dengan melakukan proses hyperlensing sebagai langkah pasca-pemrosesan di komputer, setelah pengukuran itu sendiri,” kata Dr. lampu.” ombak.”

Rekan penulis Profesor Boris Kuhlme, juga dari School of Physics dan Sydney Nano, mengatakan: “Metode kami dapat diterapkan untuk menentukan kadar air daun dengan lebih tepat, atau berguna dalam teknik mikrofabrikasi tingkat lanjut, seperti penilaian non-destruktif” integritas microchip. “Metode ini dapat digunakan untuk mengungkap lapisan tersembunyi dalam karya seni, dan mungkin berguna dalam mendeteksi pemalsuan seni atau karya tersembunyi.”

Biasanya, upaya pelensaan super bertujuan untuk mendapatkan akses dekat terhadap informasi beresolusi tinggi. Hal ini karena data yang berguna ini berkurang secara drastis seiring dengan bertambahnya jarak, dan dengan cepat terbebani oleh data beresolusi lebih rendah, yang tidak membusuk dengan sangat cepat. Namun, menggerakkan probe terlalu dekat dengan suatu objek akan mendistorsi gambar.

“Dengan memindahkan penyelidikan kami lebih jauh, kami dapat menjaga integritas informasi beresolusi tinggi dan menggunakan teknologi pasca-observasi untuk menyaring data beresolusi rendah,” kata Associate Professor Kolme.

Penelitian dilakukan dengan menggunakan cahaya terahertz pada panjang gelombang milimeter, pada wilayah spektrum antara cahaya tampak dan gelombang mikro.

“Ini adalah bandwidth yang sangat sulit untuk dikerjakan, namun ini sangat menarik, karena dalam rentang ini kita dapat memperoleh informasi penting tentang sampel biologis, seperti struktur protein, dinamika hidrasi, atau untuk digunakan dalam pencitraan kanker,” kata Associate Professor Kolme. . “.

“Teknologi ini adalah langkah pertama yang memungkinkan gambar beresolusi tinggi sambil tetap berada pada jarak aman dari objek tanpa mendistorsi apa yang Anda lihat,” kata Dr. Tonnies. “Teknologi kami dapat digunakan pada rentang frekuensi lain. Kami mengharapkan siapa pun yang memiliki kinerja tinggi -mikroskop optik resolusi akan menganggap teknologi ini menarik.” ”