納米印刷超透鏡陣列為實際超分辨率成像應用鋪平道路

一個世紀以來，對于制造一個完美的鏡頭，可以產生完美無瑕的圖像的這種概念已成為透鏡制造商所追求的一個圣杯。1873年，一位叫Ernst Abbe的德國物理學家和光學科學家發現了顯微鏡的衍射極限。換句話說，他發現傳統的鏡頭根本無法捕捉到任何給定圖像的細節。從那時起，對于圖像成像領域也已經又餓了許多進步，似乎實現了衍射極限所允許的分辨率更高的圖像成像。

 

2000年，帝國理工學院的John Pendry提出了一種開發具有理論上完美聚焦的成像方法，這個John Pendry就是曾提出隱形斗篷技術而獲得廣泛哈利波特粉絲追捧的科學家。任何光學成像系統的分辨率，最大限制是因為光學衍射而產生的，而Pendry理論的完美透鏡將從制作材料（材料的設計有自然界中不存在的特性）超越傳統透鏡的衍射極限。克服這一傳統光學分辨率極限，從而可以推動光學成像的科技領域，這也是普通麻瓜的夢想。

 

此后，全世界的科學家們一直致力于實現超分辨率成像，以捕捉那些傳統透鏡無法實現的包含消逝波的最好細節成像。Hyperlenses是一種超分辨率的設備，將分散的倏逝波傳播波將圖像投影到遠場。最近的實驗，專注于一個單一的超透鏡成像，這種透鏡是由一個雙曲色散特性的能夠具有實時顯示遠場衍射成像的設備。

 

然而，這樣的設備只能限制觀察一個非常小的區域，因此需要精確目標定位。超透鏡陣列已經被認為是一個解決方案，但這樣一個陣列的制作通過目前的加工技術會是非常困難和昂貴的。

 

由Junsuk Rho研究團隊主導這項研究，他們來自浦項科技大學化學工程和機械工程系，并與來自韓國高麗大學的研究人員合作進行的研究，已經實現了一種可擴展且可靠的基于直接模式轉移技術的大型超精透鏡器件，為客服制造工藝這個障礙做出了巨大的貢獻。這一成就已發表在世界著名的科學雜志《科學報告》上。

 

該研究團隊解決了利用之前納米壓印光刻技術的超透鏡裝置制造方法中主要的局限性。基于一個簡單的圖形轉移過程中，該小組能夠容易地制造一個完美的大型超精透鏡裝置在一個可復制的六角形陣列基板上，并能夠直接從母模上進行印刷圖案的轉移，然后通過電子束蒸發進行金屬電介質多層膜沉積。這種5厘米x 5厘米的超透鏡陣列已被證明是解決子衍射特征減少到可見光410 nm波長以下的160納米的波長的方法。　

　

Rho教授預計，該研究團隊的新的低成本制造方法可用于廣泛的實際遠場和實時的超分辨率成像設備中，這將應用于光學、生物學、醫學、納米技術等相關學科領域。