Ученые ТПУ нашли способ улучшить разрешение самых зорких оптических микроскопов

25 апреля 2018

Ученые ТПУ нашли способ улучшить разрешение самых зорких оптических микроскопов

Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Университета Бангор (Великобритания) впервые экспериментально подтвердили наличие эффекта аномальной амплитудной аподизации для несферических частиц. Как пояснили в пресс-службе вуза, это позволяет преодолеть ограничения разрешения в сверхчувствительных оптических микроскопах и увеличить его. Результаты теоретических исследований и экспериментальное подтверждение были опубликованы в авторитетном научном издании.

«Сущность явления амплитудной аподизации заключается в том, что если у обычной линзы закрыть часть поверхности — использовать оптический фильтр, амплитудную маску, — у нее увеличится разрешение, но катастрофически упадет интенсивность поля, — поясняет профессор отделения электронной инженерии ТПУ Игорь Минин. — Этот же эффект наблюдается для сферических диэлектрических частиц-линз, используемых в наноскопах. А наноскопы сегодня — одни из самых зорких среди оптических микроскопов, они обеспечивают разрешение в 50 нанометров в белом свете».

Несферические частицы, как и сферические, работают как суперлинзы, собирающие эванесцентные — затухающие — волны. Эти волны не ограничены дифракционным пределом и способны формировать изображение с необычайно высоким разрешением. В своей последней работе ученые приводят экспериментальные данные, подтверждающие наличие эффекта аномальной амплитудной аподизации в миллиметровом диапазоне длин волны. Так, в ходе экспериментов кубические диэлектрические частицы, часть поверхности которых (около 45 %) прикрыта амплитудной маской из меди, показали увеличение разрешения около 36 %, а увеличение интенсивности поля — более чем в 1,3 раза.

Ученые говорят, что при дальнейшем развитии метода с помощью несферических частиц возможно будет получать изображения крупных биологических молекул, вирусов, внутренностей живых клеток без трудоемкой подготовки образцов, что требуется, например, при флуоресцентной микроскопии.

Как уточнили в вузе, исследование поддержано грантами Великобритании, реализуется при финансовой поддержке российских вузов, в частности из средств Программы повышения конкурентоспособности ТПУ.

ТПУ — участник Проекта 5-100, ключевым результатом которого должно стать появление в России к 2020-му году современных университетов-лидеров с эффективной структурой управления и международной академической репутацией, способных задавать тенденции развития мирового высшего образования.


Похожие новости: