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光學(xué)成像和計量技術(shù)是生物醫(yī)學(xué)和納米技術(shù)研究領(lǐng)域的關(guān)鍵工具。光學(xué)顯微鏡的空間分辨率是經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)后能區(qū)分物上兩點(diǎn)之間的最小距離。自19世紀(jì)以來，提高顯微鏡空間分辨率一直是一大趨勢，科學(xué)家們的夢想是開發(fā)出能夠用光探測原子級事件的技術(shù)。

近日，英國和新加坡科學(xué)家攜手推出一種非侵入性光學(xué)測量方法，檢測納米物體位置時達(dá)到原子級分辨率，比傳統(tǒng)顯微鏡高出數(shù)千倍。

在最新實(shí)驗(yàn)中，南安普敦大學(xué)尼古拉·哲魯?shù)路驁F(tuán)隊通過收集波長為488納米的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)光，散射在17微米長、200納米寬的懸浮納米線上的衍射圖案的單次拍攝圖像，展示了原子尺度的計量學(xué)。

隨后，他們在納米線被放置在301個不同位置時出現(xiàn)的散射圖案的單次拍攝圖像數(shù)據(jù)集上，訓(xùn)練了一種深度學(xué)習(xí)算法。經(jīng)過訓(xùn)練，該算法可根據(jù)團(tuán)隊傳感器記錄的散射光模式來預(yù)測給定納米線的位置。

在該團(tuán)隊的原理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，他們的光學(xué)定位計量方法表現(xiàn)非常好，以92皮米的亞原子精度解析了懸浮納米線的位置。

最新研究使科學(xué)家能以十億分之一米的比例表征系統(tǒng)或現(xiàn)象，開辟了皮光子學(xué)研究新領(lǐng)域，也為其他領(lǐng)域研究提供了令人興奮的新可能性。相關(guān)研究論文刊發(fā)于最新一期《自然·材料學(xué)》雜志。

(資料來源：科技日報)

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