[交流] sciencemag：美研制出等离子体“超级透镜”

作者：任霄鹏 来源：科学时报 发布时间：2007-3-26 23:32:57           小号字           中号字           大号字

     
    本报讯再不要以为电影《哈利·波特》中的“隐身斗篷”是遥不可及的，通过一项最新的研究成果，“隐身斗篷”可能会成为现实。美国加州理工学院的研究人员在3月 23日的《科学》杂志上表示，他们成功构建了对蓝绿可见光谱具有负折射率的纳米结构光子材料。这一研究成果有望产生能够进行分子成像的新型光学显微镜，甚至创造出一些能使物体遁形的遮蔽装置。
     
    俄国人菲斯拉格于1967年最先提出了“负折射率材料”（即“左手征材料”、“菲斯拉格材料”），这些材料不符合常规的折射定律：当光线从普通材料斜入射到负折射率材料上时，折射光线并不向法线另一边偏折，而是向着与入射光线同一边的方向偏折，出现了负的折射角。由于利用这些特殊物质能够放大倏失波，实现“理想成像”，英国科学家彭瞿莱在2000年甚至建议利用它们制作“超级透镜”（也称 “理想棱镜”）。
     
    近些年来，科学家陆续找到一些对微波和红外波长具有负折射率的材料，但是对于波长更短的可见光，制作这些材料的方法并不能达到同样的效果。
     
    在最近进行的一项研究中，加州理工学院Atwater实验室访问学者Henri Lezec、应用物理学教授Harry Atwater以及研究生Jennifer Dionne利用等离子体，使光线沿着硅—氮材料的银涂层表面波动前进，之后再穿过一个纳米尺度的黄金棱镜，使二次入射硅—氮材料层的光线产生负折射。这一过程与针对微波和红外波长光线负折射的原理并不相同。
     
    论文第一作者Dionne表示，该发现最让人激动的地方在于它针对的是可见光波——人们能够看到物体的波长。他说：“或许能够创造出一种没有衍射极限的‘超级透镜’，使你仅用眼睛就能够清楚地看到DNA和蛋白质分子，而不用通过X射线晶体等复杂得多的方法。”
     
    Atwater表示，等离子体技术确实具有产生“理想透镜”的潜力，而它们将有极其广泛的生物医学和其他应用。当然，对公众最有吸引力的还是该成果在“隐形”方面的应用，利用该技术产生的遮蔽装置能够使置于其中的物体发出的光线折射完美地聚焦于相反的方向，从而使该物体无法用肉眼看到。当然，封闭装置中的人也无法看到外面，这可能是与《哈利·波特》中“隐身斗篷”最大的不同。