纳米结构化光场的新测量方法将纳米光学与有机化学结合起来

放大字体  缩小字体 2019-09-21 16:02:26  阅读:5657 作者:责任编辑NO。蔡彩根0465
据德国明斯特大学官网近来报导,该校研讨人员成功开宣布一项纳米层析成像技能,它可以检测到透镜集合处纳米结构场的一般不行见特性,而无需任何杂乱的剖析算法或许数据后期处理。

布景

与一般光源比较,激光具有单色性好,亮度高,方向性好等优势,因而也称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”,是20世纪人类的严重创造之一。

各种颜色的激光(图片来历:维基百科)

现在,“结构化的激光”现已拓荒了各种不同的使用范畴。它不仅可以带来精准的资料加工、捕获、控制,还可以界说小型粒子或许细胞距离的运动,以及添加新一代智能核算的带宽。

假如这些光结构经过透镜严密聚集,就像将放大镜用作取火镜,高度集中的三维光景象将构成必定形状,在某些特定使用中促进分辨率明显提高。这些光景象为获得诺贝尔奖的开拓性使用“受激起射损耗显微术(STED microscopy)”铺平了路途。

但是,由于严密聚集构成的成分关于一般丈量技能来说是不行见的,所以这些纳米场自身仍是无法丈量的。迄今为止,缺少恰当的计量办法,阻止了纳米结构化光景象获得打破并成为资料加工、光学镊子(可用于捕获粒子、原子、病毒和其他活细胞)或许高分辨率成像的一种东西。

光学镊子示意图与体系模型(图片来历:参考资料【1】)

立异

近来,德国明斯特大学使用物理研讨所教授、物理学家 Cornelia Denz 博士和软纳米科学中心教授、化学家 Bart Jan Ravoo 博士成功开宣布一项纳米层析成像技能,它可以检测到透镜聚集处纳米结构场的一般不行见特性,而无需任何杂乱的剖析算法或许数据后期处理。

下图所示:有机单分子层放置在聚集的光场中,并呼应这种荧光照耀,嵌入关于不行见特性的一切信息。

(图片来历:Pascal Runde)

这项研讨现已宣布在《天然通讯(Nature Communications)》上。

技能

为此,团队将他们在纳米光学与有机化学范畴的常识结合起来,完成了一种根据有机分子单层的计划。这个单分子层被放置在聚集的光场中,并对荧光照耀作出呼应,嵌入一切关于不行见特性的信息。

检测非傍轴光场的概念(图片来历:参考资料【2】)

经过严密聚集的定制矢量场完成的定制非傍轴光场的数值。(图片来历:参考资料【2】)

由非傍轴光激起的SAM荧光(图片来历:参考资料【2】)

傍轴光场的SAM荧光的数值核算(图片来历:参考资料【2】)

经过荧光SAM检测非傍轴光场(图片来历:参考资料【2】)

价值

经过检测这种呼应,用快速直观的单张相机图画来辨认纳米光场将成为可能。这项研讨的领导者 Cornelia Denz 表明:“这个计划终究发掘出迄今为止一向未经开发的纳米结构化光景象在更多场景中的使用潜力。”

关键字

纳米、激光、有机

参考资料

【1】Robert M. Pettit, Wenchao Ge, P. Kumar, Danika R. Luntz-Martin, Justin T. Schultz, Levi P. Neukirch, M. Bhattacharya, A. Nick Vamivakas. An optical tweezer phonon laser. Nature Photonics, 2019; DOI: 10.1038/s41566-019-0395-5

【2】Eileen Otte, Kemal Tekce, Sebastian Lamping, Bart Jan Ravoo, Cornelia Denz.Polarization nano-tomography of tightly focused light landscapes by self-assembled monolayers. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-12127-3

【3】https://www.uni-muenster.de/news/view.php?cmdid=10530

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