Свет, который не расплывается ✛ ✎

Оригинал: "Focusing of light beyond the diffraction limit"
· K. R. Chen
arXiv:0901.4623 · 2009-01-29 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Две узкие щели в серебряной плёнке собирают свет в тонкую линию, которая остаётся узкой даже вдали от поверхности.

Если посветить фонариком в узкую щель, на стене появится не тонкая полоска, а размытое пятно. Свет не умеет проходить сквозь узкие места, не расплываясь. Из-за этого нельзя получить очень маленькое световое пятно, меньше половины длины волны света.

В новой работе сделали пластинку из серебра с двумя щелями шириной 80 нанометров. Это в сто раз тоньше человеческого волоса. Рядом с щелями вырезали канавки.

Когда свет проходит сквозь эти две щели, на поверхности серебра возникают волны из электронов. Эти волны подталкивают свет с двух сторон и сжимают его, как ладони сжимают струю воды. В результате за пластинкой образуется световая линия, которая в два раза тоньше, чем прежний предел. И эта линия не остаётся у поверхности, а летит дальше, как узкий луч.

Раньше считалось, что так нельзя: если свет сжать сильнее обычного, он сразу погаснет у поверхности. Теперь показано, что можно и сжать, и отправить вдаль. Это поможет делать более мелкие детали в электронике, записывать больше информации на диск и разглядывать крошечные объекты в микроскоп.

Дифракцию впервые описал Леонардо да Винчи в XV веке, а точное описание дал Франческо Гримальди в XVII веке. Ширина щели в моделируемой линзе (80 нм) меньше длины волны света (633 нм) почти в 8 раз.

Учёные
William Lawrence BraggMichael FaradayHendrik LorentzWillebrord Snellius
Понятия
фокус линза фокусировка пучка дифракция световой луч рассеяние света оптический фильтр линия визирования дисперсия микролинзирование оптическая микроскопия яркость поле зрения зеркало ультрафиолетовый лазер гравитационное линзирование ширина линии флуоресценция пропускание изобретение лазера