顯微鏡把一個全新的世界展現(xiàn)在人類的視野里，人們第一次看到了數(shù)以百計的"新的"微小動物和植物，以及從人體到植物纖維等各種東西的內(nèi)方便就看見部構(gòu)造。顯微鏡還有助于科學家發(fā)現(xiàn)新物種，有助于醫(yī)生治療疾病。
4月19日，以色列海法，Technion-Israel Institute of Technology的研究人員演示了一種使用非線性波混合技術(shù)來獲取漸逝波圖像的方法。所述顯微鏡方法使研究人員能夠完全重構(gòu)漸逝波的電磁場，并執(zhí)行實時監(jiān)控的波圖案的變化。
非線性混波將兩個或多個光束結(jié)合在一起，其中包括一個非常強的光束，以產(chǎn)生另一種不同顏色的新電磁波。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在半導體、電介質(zhì)和金屬中。Technion的研究人員將寬而強的脈沖光束與waves逝波在整個表面上混合，產(chǎn)生了新的光波，隨后可以通過常規(guī)手段對其進行檢測。
漸逝波是光子集成電路的副產(chǎn)品，它以類似于電子電路的方式使用導光波。導波不會輻射到其宿主結(jié)構(gòu)的外部，但是會在空中留下快速衰減的特征。該功能稱為漸逝波。
由于它們的能量仍然束縛在表面上，因此無法使用標準的顯微鏡方法檢測到van逝波。特殊方法可以通過使用一根小針頭靠近表面并散布其附近的電磁功率來檢測這些波，或者通過在表面上發(fā)射電子并表征其后續(xù)光譜來檢測這些波。
盡管這兩種技術(shù)能夠提供高空間分辨率，但它們依賴于復雜的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。它們還有很長的采集時間，無法實時導波。
Frischwasser說：“我意識到它也可以以其他方式工作-這種模式下的信息可以非線性耦合出來。我從未想過這種新的顯微鏡方案可以為近場科學開辟新的，迄今為止是無法實現(xiàn)的機會。”
“除了散裝材料之外，兩種材料之間的任何界面自然都會發(fā)生非線性波混，這使其成為納米光子學的理想平臺-納米光子學經(jīng)常在界面處處理光，”該項目的負責人，Andrew和Erna Viterbi電機工程學院的教授Guy Guy Bartal說： “在一定的空間限制之下，信息仍然綁定在表面上，任何相機都無法看到。我們的技術(shù)將這些信息“釋放”到可以被檢測到的輻射中，即使使用商用相機也是如此！”
該方法是非線性近場光學顯微鏡(NNOM)，僅需要功能強大的商用激光源以及標準的光學組件和檢測器。
“在測試該方法時，研究人員發(fā)現(xiàn)他們能夠提取出驚人數(shù)量的信息。通過改變高強度脈沖的極化，我們可以看到不同的形狀，”巴塔爾說：“然后我們發(fā)現(xiàn)，我們不僅在測量the逝波，還可以選擇從中提取哪些信息。”
該團隊成功地分離并可視化了van逝波“旋轉(zhuǎn)”中存儲的信息，即界面上電場的順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)。
團隊成員Kobi Cohen說：“當您在自由空間中處理光學信息時，一切都會變得容易得多。我們可以看到表面波的空間頻率含量，而不僅僅是真實空間的形狀，并且通過重構(gòu)算法，我們也設(shè)法提取了它們的相位。從這里開始，通向全場重建的道路很清晰。”
Shai Tsesses說：“我們想證明這種新的顯微鏡方案可以實際應用。由于有時您需要確保確切的漸逝模式，例如在光學陷波和操縱實驗中，或者在納米光子平臺中嘗試光學尋址量子發(fā)射器時。”
Frischwasser說：“我們甚至還沒有開始探索該方案及其應用的局限性。這很可能會幫助我們開發(fā)出更好的光子電路驗證方法。我們對未來感到非常興奮，并希望世界各地的許多團體能夠加入我們的行列。”
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