Verstrooiende lens maakt ongekend scherpe beelden
27 april 2011
Onderzoekers van het MESA+ Instituut aan de universiteit Twente, de
Universiteit van Florence en het FOM-instituut AMOLF hebben een sterk
verstrooiende lens ontwikkeld waarmee structuren van minder dan een
tienduizendste millimeter (100 nm) met zichtbaar licht bekeken kunnen
worden. Dit is een ongekend scherp beeld dat zelfs met de duurste
microscoopobjectieven niet haalbaar is. De resultaten worden deze week
gepubliceerd in het toonaangevende Amerikaanse blad Physical Review
Letters. Het artikel is aangemerkt als Editors' suggestion.
Eén focus
Als laserlicht wordt verstrooid - door bijvoorbeeld een stuk papier -
ontstaat er een wanordelijk patroon van heldere kleine lichtvlekken,
spikkels genoemd. Dit is ook wat er in de nieuwe lens gebeurt. De lens
is gemaakt van een materiaal met een hoge brekingsindex, waardoor de
spikkels heel klein en scherp zijn. Maar om een scherp beeld te maken
is één klein focus nodig, in plaats van het dichte spikkelpatroon.
Daarom passen de onderzoekers ook de fase van het laserlicht aan, om
het voor te bereiden op de verstrooiing. Ze kunnen dan de ontstane
spikkels over elkaar heen schuiven, zodat het licht op één punt
gefocusseerd wordt. Dit focus kan vrijelijk bewogen worden in het
objectvlak van de lens. De onderzoekers hebben hun lens op een aantal
goudbollen getest en waren in staat om deze af te beelden met een
sub-100 nm resolutie.
Hoge resolutie
Dit is de eerste lens waarmee het mogelijk is om met zichtbaar licht
zulke kleine structuren te bekijken. Het geheim hiervoor is het kleine
en beweegbare focus. De verstrooiende lens kan met tal van moderne
microscopische technieken worden gecombineerd, zodat de resolutie nog
verder kan worden verbeterd.
lens
Vergelijking tussen het focusseren met een gewone lens (a) en een
verstrooiende lens (b).
Universiteit Twente