Optische superoscillatie verwijst naar een golfpakket dat lokaal kan oscilleren in een frequentie die de hoogste Fourier-component overschrijdt. Dit intrigerende fenomeen maakt de productie mogelijk van extreem gelokaliseerde golven die de optische diffractiebarrière kunnen doorbreken. Inderdaad, superoscillatie is een effectieve techniek gebleken voor het overwinnen van de diffractiebarrière bij optische beeldvorming met superresolutie. Het probleem is dat sterke zijlobben de hoofdlobben van superoscillatoire golven vergezellen, wat het gezichtsveld beperkt en de toepassing belemmert.

Er zijn ook compromissen tussen de hoofdlobben en de zijlobben van superoscillatoire golfpakketten:het verkleinen van de superoscillatoire kenmerkgrootte van de hoofdlob gaat ten koste van het vergroten van de zijlobben. Dit gebeurt voornamelijk omdat superoscillatie een lokaal fenomeen is, toch is de totale breedte van het golfpakket breder dan de optische diffractielimiet.

Nauwkeurige engineering van de interferentie van afgebogen lichtvelden uitgezonden door complexe nanostructuren kan structurele maskers produceren die aanzienlijke optische superoscillatie mogelijk maken. Maar structurele maskers vereisen optimalisatie en complexe fabricage, en het resulterende lichtveld wordt nog steeds beperkt door zijlobben met hoge intensiteit. Het was tot nu toe een uitdaging om superoscillatoire golven te produceren met een aanzienlijke grootte van het kenmerk en tegelijkertijd een groter gezichtsveld te behouden.

Zoals gemeld in Geavanceerde fotonica , onderzoekers van de Jinan Universiteit, Kanton, China, heeft onlangs een manier ontwikkeld om te elimineren, tot op zekere hoogte, de afwegingen die betrokken zijn bij superoscillerende golfpakketten. Ze demonstreren, zowel experimenteel als theoretisch, generatie van superoscillatoire lichtvlekken zonder zijlobben.

Een centrale microschijf met cilindrische diffractie geeft aanleiding tot een superoscillatoire lichtvlek met een grootte binnen de optische diffractielimiet. Een paar scherpgerande openingen zorgt voor constructieve interferentie met de hoog-ruimtelijke frequentiegolven. Die interferentie elimineert effectief zijlobben langs een symmetrische snede die kan worden aangepast in het transversale vlak door de maanachtige openingen te draaien.

Volgens Yanwen Hu, een doctoraatsstudent die werkt onder toezicht van Zhenqiang Chen in de afdeling Opto-elektronische technologie aan de Jinan University, "Door het eenvoudige ontwerp, gebaseerd op duidelijke fysica, het scherpgerande diafragma is een veelbelovende kandidaat voor het realiseren van superoscillatoire golven."

Hu legt verder uit dat de cilindrische diffractie van de centrale microschijf superoscillatoire golven met Bessel-achtige vormen produceert. Door deze vormen kunnen de delicate structuren van de superoscillerende golven die zich in de vrije ruimte voortplanten, veel verder reizen dan de verdwijnende lichtgolven. Volgens Hu, dit intrigerende voortplantingseffect van superoscillatie is veelbelovend voor mogelijke toepassing bij manipulatie van nanodeeltjes, evenals beeldvorming met superresolutie.