论文主体思路

论文主要贡献

新的超材料远场超透镜理论上可以通过旋转超材料FSL获得二维(2D)亚衍射限制图像。
这种由金属介电多层和一维亚波长光栅组成的超材料远场超透镜本质上可以在很宽的可见波长范围内工作。
二维亚衍射极限成像能力使远场超透镜在光学纳米成像和传感方面有了更多的应用。

通过旋转FSL获得二维衍射限制图像

图1a中，红色区域表示二维物体的传播带，可以在远场检测到。(这里我们只考虑一半的传播带。另一半的情况也可以类似处理。)插图是超材料FSL的原理图，它由金属介电多层和一维亚波长金属介电光栅组成。
当亚波长光栅的周期方向沿x方向时，如图1a所示，光栅只提供Kx方向的波矢。因此，FSL后的传播波有三个贡献:入射波的0阶、-1阶和+1阶衍射波，其矢量分别在图1a的红色、绿色和黄色区域内。(入射波是在FSL之前的平面上的二维物体的散射波。)
由于衍射效率小，忽略了较高的衍射阶。在FSL的设计中，经过FSL后的绕射波的传播部分主要来自入射波与图1a中绿色区域内的波矢量的-1阶衍射。然后，通过测量FSL后传播波的频谱，可以检索到图1a中绿色区域内的入射波的信息。
为了重建二维高分辨率图像，需要各个方向的信息。自然，一个直接的解决方案是旋转FSL以获得所有方向的信息。例如，可以将FSL旋转30°(沿着图1a中的z轴)，然后可以从FSL之后在远场测量的传播波的频谱中检索到另一个绿色区域的信息。通过累积FSL六个方向的测量，可以得到如图1b所示的绿色环中的信息(在每次测量中，当考虑两个半传播带时，都会检索到两个对称绿色区域中的信息)。通过传统光学显微镜的反射方式，可以获得图1b中红色区域内入射波的传播信息。结果，从检索到的光谱中可以重建出二维亚衍射限制图像。

附录与补遗

主流的显微镜技术

近场扫描光学显微镜(NSOM)通过扫描物体近场的尖锐尖端并收集倏逝波信息来突破衍射极限。
受激发射耗尽(STED)显微镜是利用受激发射锐化荧光焦点来克服衍射极限的另一种技术，NSOM与STED都需要耗时的逐点扫描过程，这阻碍了它们的实时成像。
非线性结构照明显微镜成像速度较快，但对材料的非线性响应要求较高。

光学远场超透镜(FSL)

光学远场超透镜(FSL)，在远场中成功地展示了一维(1D)亚衍射限制图像。FSL由银板和一维亚波长光栅组成。银板增强了倏逝波，其亚波长光栅将增强的倏逝波转换为传播波，从而在远场收集高空间频率信息，重建亚衍射受限图像。

关于文献

题目及期刊

题目：Two-Dimensional Imaging by Far-Field Superlens at Visible Wavelengths

可见光远场超透镜的二维成像

期刊：Nano Letters(一区TOP)

作者信息

作者：Yi Xiong

发表时间

时间：2007年10月

阅读时间

时间：2024年8月9日

开源代码及其它

无