【光学前沿资讯】新型成像技术能否突破传统光学系统的衍射极限？
加州大学洛杉矶分校的研究团队近日研发出一种创新型成像设备，该设备能够捕捉到远小于传统光学系统所能观察到的细节。这一技术突破预计将对生物成像、光刻技术及材料科学等多个领域产生深远影响。
传统光学成像的分辨率受限于所谓的衍射极限，这一极限阻碍了观察小于光波长一半的微小细节。新型成像仪通过采用固体浸入式衍射空间信息编码技术，有效克服了这一技术障碍。
在该成像系统中，来自物体的光线首先与一种高指数材料相互作用，该材料通过优化的物理编码实现空间结构，能够编码超出传统衍射极限的高频信息。随后，与编码器材料协同优化的衍射解码器处理这些编码信息，生成物体的放大图像，清晰展示亚波长级别的特征。
该成像系统的空间结构，包括编码器和解码器材料，是通过基于深度学习的优化设计实现的。这一智能成像仪设计紧凑，厚度不超过光波长的100倍，并具备直接进行定量相位检索的能力，无需依赖耗时的计算机处理。
研究团队已在太赫兹频率下成功测试了该成像仪，并证实其能够分辨小至λ/3.4（λ代表波长）的特征。此外，该成像仪还能处理包括相位和振幅结构在内的多种物体类型。
这种新型成像方法展现出适应电磁波谱不同部分的潜力。通过物理缩放衍射特征，该成像仪无需重新设计即可适应不同的照明波长。
研究团队认为，这种固体浸入式衍射成像仪不仅体积小巧、成本效益高，而且能够捕捉亚波长特征，预计将显著推动生物成像、传感和材料检测技术的发展。
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