Вчені з Національної лабораторії імені Лоуренса в Берклі розробили новий метод створення зондів для близькохворої оптичної мікроскопії, за допомогою яких можна отримувати зображення з роздільною здатністю нижче дифракційної межі. Представлений метод може бути використаний для відносно масового виробництва і дозволить знизити вартість таких зондів. Дослідження опубліковано в журналі
Через хвильову природу світла існує дифракційна межа, яка обмежує дозвіл традиційної оптичної мікроскопії до відстаней близько половини довжини хвилі світла. Наприкінці минулого століття цю межу вдалося обійти за допомогою близькохворої оптичної мікроскопії. Коротко принцип її дії можна представити наступним чином: перед джерелом світла ставиться діафрагма з розміром отвору набагато меншим, ніж довжина хвилі світла. Світло, що проходить через цю діафрагму, проникає на відстань, порівнянну з розміром отвору (тому метод називається ближньополоненим). Якщо на цій відстані встановлено досліджуваний зразок, таким чином можна отримати зображення його поверхні з роздільною здатністю близько десятків нанометрів - в рази менше довжин хвиль видимого світла.
Однією з головних проблем цього методу є складний і довгий процес виробництва зондів, через що його складно масштабувати і зробити масовим. Також, існуючі методи мають проблеми з повторюваністю результатів і, як наслідок, якістю вироблених зондів. Дослідники вирішили створити набагато швидший метод, який зробив би дослідження за допомогою близькохворої оптичної мікроскопії доступнішим для інших вчених.
Замість того, щоб кожен раз створювати зонд за допомогою іонного цькування, вчені вирішили створити еталон для подальшого швидкого копіювання. За допомогою методу нанопечатної літографії була створена піраміда, на кінці якої був витравлений виріз шириною в 130 нанометрів. Потім з її допомогою в спеціальному матеріалі створювався відбиток піраміди. Відбиток приганявся до оптоволокна, а між ними наносився спеціальний склад, який затвердівав під дією ультрафіолету і скріплював піраміду з оптоволокном. На кінцевій стадії на піраміду, приєднану до оптоволокна, наносився шар золота, через що виріз на кінці зменшувався до 70 нанометрів.
Отримана конструкція була випробувана в якості зонда для фотолюмінесцентної мікроскопії. Дослідники стверджують, що отримані результати показали дозвіл близько 80 нанометрів - в кілька разів менше, ніж дифракційна межа для видимого світла.
Незважаючи на те, що на створення початкової заготовки пішло кілька тижнів, подальше копіювання на її основі дозволяє виробляти кілька зондів на день. Вчені сподіваються, що їхня технологія дозволить зробити близькохвилинну мікроскопію доступнішою для досліджень.
Нещодавно були представлені кілька незвичайних способів подолати дифракційну межу в оптичній мікроскопії. Наприклад, за допомогою віроподібної суперлінзи або нанолазерів.