Wetenschappers van de Tomsk Polytechnic University stelden samen met collega's voor om speciale diffractieroosters met gouden platen te gebruiken in plaats van microlenzen die in de klassieke configuratie worden gebruikt om afbeeldingen in nanoscopen te verkrijgen. Microlenzen zenden beelden door in kleine stukjes (pixels), terwijl diffractieroosters u in staat stellen het hele object te zien. Een dergelijke innovatie kan helpen om het genereren van afbeeldingen van nanoscopen te versnellen zonder enig vergrotingsvermogen te verliezen. De resultaten van het onderzoek worden gepresenteerd in het tijdschrift Annalen der Physik .

Optische microscopen worden als de eenvoudigste beschouwd. Echter, lange tijd werd aangenomen dat ze niet krachtig genoeg zijn in vergelijking met, bijvoorbeeld, elektronische microscopen. Alles veranderde met de komst van nanoscopen in 2011. Beelden worden verkregen met behulp van kleine bollen of rechthoekige deeltjes kwartsglas en verder vergroot met een conventionele microscooplens. Door nanoscopen is het mogelijk om objecten te zien op 50 nm, die de mogelijkheden van een conventionele optische microscoop 20 keer overtreft. Ze kunnen ook worden gebruikt om levende virussen te bestuderen, in vergelijking met elektronische microscopen die deze functie niet hebben omdat de stroom van elektronen ze gewoon doodt, en de binnenkant van cellen. Deze eigenschap maakt nanoscopen zeer kansrijk voor biologisch onderzoek. Daarom, wetenschappers over de hele wereld werken aan het verbeteren van hun resolutie en ontwerp.

Echter, beelden in nanoscopen worden gevormd door 'stukjes, " d.w.z. elke microbol detecteert zijn deel van een object op een bepaald punt. Daarom, het is noodzakelijk om een ​​hele matrix te maken van een groot aantal microbolletjes of om een ​​microbolletje te verplaatsen, wat enige tijd kost.

Als oplossing, TPU-wetenschappers stelden voor om een ​​rechthoekig fasediffractierooster op mesoschaal te gebruiken (een rooster met een periode die vergelijkbaar is met de golflengte van de gebruikte straling). Dit is een optisch apparaat dat een oppervlak is met een groot aantal parallelle microscopische slagen of uitsteeksels.

De projectbegeleider, Igor Minin, DSc in technische wetenschappen, SRF bij de TPU Division of Electronic Engineering zegt:

"Een conventioneel diffractierooster uit diëlektricum zorgt voor een slechte resolutie in nanoscopen. Daarom we stellen voor om aan elk van de slagen een klein gouden plaatje toe te voegen. In feite, er ontstaat een paradox:metaal laat geen licht door, maar de resolutie neemt toch toe. Waarom? Hier werken meerdere effecten tegelijk.

Dit zijn het effect van abnormale amplitude-apodisatie, de Fabry-Perot-resonantie, en de Fano-resonantie. Samen helpen ze de resolutie te verbeteren in vergelijking met een conventioneel diffractierooster tot 0,3 λ. Dit is ongeveer dezelfde oplossing als die van nanoscopen met bolvormige deeltjes."

Nutsvoorzieningen, de onderzoekers hebben de taak om de simulatiegegevens tijdens experimenten te verifiëren.