Простой способ перемещения струи по глубине может помочь ускорить и упростить работу с современными микроскопами и увеличить глубину резкости без ущерба для качества сканирования.
«В конструкции современных мощных оптических микроскопов — наноскопов с разрешением до 200 нанометров — есть маленькие сферы из стекла. Сфера фокусирует излучение, при этом сама находится в фокусе линзы. За счёт этого и происходит многократное увеличение. Но представьте, чтобы разглядеть новую область объекта по его глубине, сейчас двигают подставку с самим объектом. Это снижает качество исследования и занимает время. Мы предложили перемещать саму фотонную струю с помощью двух металлических экранов — тонких пластин из алюминия», — рассказал Олег Минин, профессор отделения электронной инженерии Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности Томского политехнического университета, руководитель проекта.
Уточняя, что эксперименты проводились не со сферой, а с кубом из диэлектрического полимера размером всего четыре микрометра, учёные заверяют, что полученные результаты применимы и к сфере.
«Пластины размещались по бокам куба. При перемещении этих металлических экранов смещалась и фотонная струя. При этом мы зафиксировали, что длина и ширина генерируемых фотонных струй уменьшились почти вдвое при наличии экрана, что в перспективе позволит в процессе работы микроскопа изменять как его разрешение, так и положение фокуса. А разрешение фотонной струи увеличилось в 1,2 раза. Кроме того, меняя ширину пластин, можно динамически изменять фокусное расстояние струи, то есть проводить сканирование областью фокусировки по глубине, рассматривать объекты в третьем измерении», — пояснил ученый.
К достоинствам нового решения относится возможность автоматизации перемещения экранов и низкая стоимость. Второй фактор позволяет использовать диэлектрические кубики для получения эффекта фотонной струи не только в микроскопах, но и в современных оптических интегральных схемах, оптических переключателях, литографическом оборудовании и т.п.
Результаты экспериментальных данных опубликованы в журнале Optics Letters (Q1)