光学分辨率极限

2013-12-07 admin1 139

  人类一直在追求分辨率更高的显像技术,以获得更清晰的图像,一项新研究让“最清晰”图像成为现实。这一图像在每英寸(约合2.54厘米)距离上可以有10万个像素点,这是光学分辨领域无法超越的理论极限。

  近日,新加坡研究人员完成了这样一幅图像。这是一幅常用作图像测试的彩色女子头像“莱娜”,整幅头像大小只有50微米见方,它的清晰程度达到光学分辨率的理论极限,即在每250纳米距离上安放一个像素点。

  之所以说这是理论极限,是因为光的衍射性质决定,如果两个像素点之间的距离低于250纳米,它们发出或反射的光就会互相影响,使图像模糊。我们在日常生活中也有这样的经验,如果两个物体靠得太近,它们快要接触的边缘位置看起来会变得模糊。

  要达到这样的清晰度,使用颜料喷涂等传统手段是非常困难的。研究人员此次利用了纳米尺度上的光学原理。“莱娜”的每个像素点实际上是由4个纳米级的金属柱组成的,根据等离子共振原理,如果调整4个金属柱的大小和间距,它们作为一个整体反射出的光就会呈现出不同颜色,通过这种方法可得到一个全彩色的“颜料盘”。

  不过,用这种技术制成的图像已经远超出人眼的分辨能力,要用光学显微镜才能分辨,而它的分辨率也已经达到了光学显微镜的极限。

  研究人员表示,这项技术有多种应用前景,比如可用来在目标物体的某个角落印下极小的水印,起到保密或验证的作用;还可用于制造新一代光盘,凭借密集的像素点储存大量信息。

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