Primera lente en producir imágenes nanométricas con luz visible

Cuando se trata de microscopía, lo más pequeño que puede resolver está limitado por la longitud de onda de la luz que está utilizando. Con luz visible, el límite es de unos 200 nm, aproximadamente del tamaño de un virus del sarampión.

Hoy, Allard Mosk de la Universidad de Twente en los Países Bajos y algunos amigos demuestran un tipo de microscopía completamente nuevo que duplica esta resolución. Para demostrar que funciona, usan luz láser de 561 nm para obtener imágenes de nanopartículas de oro de solo 97 nanómetros de diámetro y dicen que debería ser posible hacerlo aún mejor.

Pero lo más sorprendente de esta técnica es la lente que utiliza. Mosk y compañía logran su truco usando una pieza plana de vidrio esmerilado (es decir, una losa transparente que está grabada en un lado de una manera que dispersa por completo la luz que pasa). Así es cómo.

Primero, imagine lo que esta losa esmerilada le hace a una onda plana de luz que la atraviesa. La onda plana golpea la superficie grabada y se dispersa en todas direcciones. Luego, parte de la luz continúa en el vidrio, aunque el frente de onda ya no es plano, sino que está dramáticamente distorsionado. La luz distorsionada luego emerge del otro lado (claro) del vidrio y ahora aparece como una especie de mota aleatoria.

Mosk y sus colegas graban este frente de onda distorsionado utilizando un chip CCD y calculan su forma.

Ahora imagina la configuración de nuevo con una ligera diferencia. Esta vez, antes de que la onda de luz plana golpee la superficie de dispersión, Mosk y compañía la envían a través de un modulador de luz espacial que puede distorsionar la onda de la forma que deseen.

Mosk y compañía podrían usar la información del primer experimento para doblar la onda entrante exactamente de la manera correcta para cancelar la distorsión debido a la capa de dispersión. Los astrónomos utilizan este enfoque para corregir la luz de las estrellas distorsionada por la atmósfera.

Pero en realidad Mosk y sus amigos van más allá. Distorsionan la onda plana entrante de tal manera que la capa de dispersión hace que se enfoque. Sin embargo, el punto importante es que este punto focal es mucho más estrecho de lo que se puede lograr con una lente ordinaria que se basa únicamente en la refracción. Esto es lo que permite una mayor resolución.

Su equipo es tan preciso que puede controlar exactamente dónde aparece el punto focal e incluso puede moverlo. Eso les permite construir una imagen escaneando el punto focal hacia adelante y hacia atrás a través del objeto bajo investigación para construir una imagen 2D.

Mosk y sus colegas demuestran la técnica obteniendo imágenes de nanopartículas de oro de solo 97 nm de ancho, pero dicen que debería funcionar hasta 72 nm. Nuestro trabajo es la primera lente que proporciona una resolución en el régimen nanométrico en longitudes de onda visibles, dicen.

Es una técnica elegante y poderosa que podría tener una amplia aplicación. La lente, que en realidad es una placa plana de fosfuro de galio grabada con ácido en un lado, es barata y fácil de hacer. También está libre de aberraciones y distorsiones que afectan a los diseños convencionales basados ​​en refracción.

Es fácil imaginar que se adopte rápidamente en muchos laboratorios.

Ref: arxiv.org/abs/1103.3643 : La lente de dispersión resuelve estructuras de menos de 100 nm con luz visible

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