中红外超透镜研究取得新突破分辨率提升至百纳米水平

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我国科学家参与的一项研究借助多频率组合复频波激发方法，成功将原有的成像分辨率由照明波长十分之一提升至百分之一，因而可将中红外超透镜的空间分辨率提升至百纳米水平。相关成果8月18日由国际学术期刊《科学》在线发表。

合成复频波技术提升超透镜成像质量的原理示意图。（国家纳米科学中心供图）

找到一双又一双“火眼金睛”，不断把微观世界看清楚，是许多科研人员的研究目标。基于极化激元和超构材料构筑的超透镜，此前已将光学成像分辨率提升至数百纳米水平，借此可直接观测微观物质，被广泛应用于生物医学、光纤通信、光学成像等领域。但光学损耗一直以来限制了成像分辨率继续提升。

此次研究提出一种实用的解决方案，即借助多频率组合的复频波激发来获得虚拟增益，进而抵消光学体系的本征损耗。

国家纳米科学中心研究员戴庆表示，研究团队共同创制了光学频段碳化硅极化激元超透镜，并利用合成复频波技术实现了成像分辨率一个量级的提升，这将为光学成像发展提供新的思路。

据介绍，该合成复频波技术有望扩展到光学的其他领域，例如极化激元分子传感和波导器件等，将为提高多频段光学性能和设计高密度集成光子芯片等提供一条潜在途径。

上述研究由香港大学的张霜和张翔团队、国家纳米科学中心戴庆团队与国际合作者共同完成。（记者董瑞丰、张泉）

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