科学家制造出迄今为止分辨率最高的超透镜

19世纪以来，医生们一直认为，光学显微镜存在一个分辨率极限，超出这个极限就无法清楚地看到物体。当物体小于200纳米，比如一些病毒，它们在光学显微镜下就难以辨认了。

但在2000年，英国帝国理工学院的科学家约翰·彭德里提出了一个可以解决这个问题的“超透镜”的概念。超透镜是由混合了金属和其他物质的等离子体材料制成，可以生成亚波长级别的图像。

武汉大学教授郑国兴说：“光学成像技术的最终目标在于分辨率。超透镜突破了分辨率极限，令物理学家感到吃惊。然而，由金属和电解质制成的混合表面可能导致严重的光学损耗，这个问题已经存在了20年。”郑没有参与这项研究。

从事这项最新研究的是一个国际团队，由香港大学的张霜教授和香港大学现任校长张翔教授领导，彭德里和中国国家纳米科学中心的研究人员参与其中。在这项研究中，研究人员找到了一种将分辨率极限提高一个量级、至数十纳米的方法。

该团队使用了多个频率的组合来提高分辨率，并抵消超透镜的光学损耗。他们的研究成果18日发表在同行评议的《科学》杂志上。

他们使用数学公式将复杂的光波转化为简单波的组合，然后利用这些简单波提供的信息来弥补图像质量的损失。

换句话说，这就像使用光谱的不同颜色来创造一种新的颜色，这种颜色可以显示比原初颜色更多的细节。利用这种方法，实现超高分辨率成像是可能的。

张霜对记者说：“我们首先从理论上证明了这种方法，然后借助微波频段双曲超构材料的超透镜实验，对这一方案进行了验证。成像效果与我们的理论预期高度一致。”

在此基础上，该团队成功地设计了一种超透镜，并在实验室中将其成像分辨率提高了约一个量级。

张翔对记者说：“这是一种美丽而通用的方法，可用于多个光频，并可拓展到其他波系统——如声波、弹性波和量子波——以解决损耗问题。”

《科学》杂志的编辑伊恩·奥斯本在该杂志上写道，这项技术“展示了克服超透镜系统内在损耗的实用方法，有可能让成像和传感能力获得重大提升”。

超透镜可应用于生物医学、光纤通信、纳米技术等需要高分辨率成像的领域。它们可以揭示传统光学成像技术无法看到的亚波长级别的特征。

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