光學(xué)定位計(jì)量達(dá)到原子級(jí)分辨率

  ICC訊 英國(guó)和新加坡科學(xué)家攜手推出一種非侵入性光學(xué)測(cè)量方法，檢測(cè)納米物體位置時(shí)達(dá)到原子級(jí)分辨率，比傳統(tǒng)顯微鏡高出數(shù)千倍。最新研究使科學(xué)家能以十億分之一米的比例表征系統(tǒng)或現(xiàn)象，開(kāi)辟了皮光子學(xué)研究新領(lǐng)域，也為其他領(lǐng)域研究提供了令人興奮的新可能性。相關(guān)研究論文刊發(fā)于最新一期《自然·材料學(xué)》雜志。

  光學(xué)成像和計(jì)量技術(shù)是生物醫(yī)學(xué)和納米技術(shù)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵工具。最新研究負(fù)責(zé)人之一、南安普敦大學(xué)尼古拉·哲魯?shù)路蛑赋?，?9世紀(jì)以來(lái)，提高顯微鏡空間分辨率一直是一大趨勢(shì)，科學(xué)家們的夢(mèng)想是開(kāi)發(fā)出能夠用光探測(cè)原子級(jí)事件的技術(shù)。

  在最新實(shí)驗(yàn)中，哲魯?shù)路驁F(tuán)隊(duì)通過(guò)收集波長(zhǎng)為488納米的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)光，散射在17微米長(zhǎng)、200納米寬的懸浮納米線上的衍射圖案的單次拍攝圖像，展示了原子尺度的計(jì)量學(xué)。

  隨后，他們?cè)诩{米線被放置在301個(gè)不同位置時(shí)出現(xiàn)的散射圖案的單次拍攝圖像數(shù)據(jù)集上，訓(xùn)練了一種深度學(xué)習(xí)算法。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，該算法可根據(jù)團(tuán)隊(duì)傳感器記錄的散射光模式來(lái)預(yù)測(cè)給定納米線的位置。

  在該團(tuán)隊(duì)的原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，他們的光學(xué)定位計(jì)量方法表現(xiàn)非常好，以92皮米的亞原子精度解析了懸浮納米線的位置。