เทคนิคการถ่ายภาพออปติคัลแบบไม่มีฉลากแบบใหม่ที่ใช้แสงที่ไม่กระจัดกระจายสามารถตรวจจับอนุภาคนาโนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กถึง 25 นาโนเมตรได้ เทคโนโลยีนี้เอาชนะข้อจำกัดหลายประการของวิธีการขั้นสูงอื่นๆ ในการถ่ายภาพอนุภาคขนาดเล็ก และผู้พัฒนาเทคโนโลยีดังกล่าวที่มหาวิทยาลัยฮูสตันและศูนย์มะเร็งเอ็มดีแอนเดอร์สันแห่งมหาวิทยาลัยเทกซัสในสหรัฐอเมริกากล่าวว่าอาจใช้
เพื่อศึกษา
ไวรัสและโครงสร้างอื่นๆ ในระดับโมเลกุล การถ่ายภาพวัตถุระดับนาโนด้วยเทคนิคทางแสงเป็นเรื่องยากด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรก ขนาดที่เล็กของวัตถุหมายความว่าวัตถุจะกระจายแสงเพียงเล็กน้อย ทำให้แยกแยะวัตถุออกจากพื้นหลังได้ยาก ประการที่สอง วัตถุนาโนแต่ละชิ้นภายในกลุ่มที่แน่นสนิท
มักจะถูกแยกออกด้วยระยะทางที่น้อยกว่าขีดจำกัดการเลี้ยวเบนของแสงที่มองเห็น (ประมาณสองสามร้อยนาโนเมตร) ทำให้ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยวิธีการทั่วไป พลาสมาพื้นผิวในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้พัฒนาเทคนิคที่มุ่งไปสู่การเอาชนะปัญหาเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น วิธีการต่างๆ เช่น การสร้างภาพด้วย
คลื่นเซอร์ราวด์พลาสมอนเรโซแนนซ์ (SPRI) และการสร้างภาพด้วยคลื่นเสียงพลาสซึมพื้นผิวแบบโลคัลไลซ์ (LSPRI) อาศัยการแพร่กระจายของพลาสโมนที่ตื่นเต้นด้วยแสงมากกว่าโฟตอน พลาสมอนเป็นการสั่นแบบรวมของอิเล็กตรอนที่นำไฟฟ้าได้บนพื้นผิวของอนุภาคนาโน และพวกมันทำให้อนุภาคทำ
หน้าที่เหมือนเสาอากาศขนาดเล็ก: ดูดซับแสงที่ความถี่เรโซแนนซ์บางอย่างและถ่ายโอนไปยังโมเลกุลใกล้เคียงได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้แสงนั้นสว่างขึ้น วิธีการที่ใช้พลาสมอนเหล่านี้ทำงานโดยการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในดัชนีการหักเหของแสงของวัตถุที่วางบนฟิล์มบาง
ที่เป็นโลหะ เนื่องจากวัสดุส่วนใหญ่มีดัชนีการหักเหของแสงที่สูงกว่าตัวกลางแวดล้อม (โดยปกติจะเป็นน้ำหรืออากาศ) SPRI จึงสามารถตรวจจับคุณลักษณะของวัตถุได้โดยไม่ต้องติดฉลากด้วยตัวติดตามเช่นสีย้อมเรืองแสงที่ใช้ในการถ่ายภาพด้วยแสงแบบเดิม อย่างไรก็ตาม ยังคงประสบปัญหาความละเอียด
จำกัด
ของการเลี้ยวเบนในทิศทางข้ามตัวอย่าง นี่เป็นเพราะลักษณะการแพร่กระจายของคลื่นของพลาสมอนพื้นผิวซึ่ง “เลอะ” ภาพที่สร้างขึ้น LSPRI ดีกว่าในแง่นี้เนื่องจากอาศัยพลาสมอนพื้นผิวที่ไม่แพร่กระจาย ซึ่งแปลเป็นภาษาท้องถิ่นในโครงสร้างนาโนโลหะและอนุภาคนาโนที่มีขนาดใกล้เคียงกับ (หรือเล็กกว่า)
ความยาวคลื่นของแสงที่ใช้ในการกระตุ้นพวกมันจนถึงขณะนี้ นักวิจัยส่วนใหญ่ใช้ LSPRI ร่วมกับกล้องจุลทรรศน์สนามมืด ซึ่งรวบรวมเฉพาะแสงที่กระจัดกระจายโดยตัวอย่างไปยังกรวยที่อยู่ตรงกลางรอบแกนลำแสงของเครื่องมือ แม้ว่าแสงที่กระจัดกระจายนี้จะสร้างภาพที่สว่างของคุณลักษณะต่างๆ
ของตัวอย่าง ในทางตรงกันข้ามกับพื้นหลังสีเข้ม เทคนิคนี้มักจะส่งแสงไม่เพียงพอ ซึ่งหมายความว่าสามารถ “พลาด” คุณลักษณะบางอย่างและ “ตาบอด” ต่อสิ่งใดก็ตามที่อยู่นอกระยะใกล้ของการรับรู้
ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของแสงที่ไม่กระจัดกระจายที่ส่งผ่านเทคนิคใหม่ที่พัฒนาโดยใช้สไลด์แก้ว
ที่หุ้มด้วยแผ่นนาโนสีทอง การตั้งค่านี้ช่วยให้นักวิจัยติดตามการเปลี่ยนแปลงของแสงที่ไม่กระจัดกระจายที่ส่งมาจากตัวอย่าง (ในงานนี้ ซึ่งเป็นกลุ่มของโพลิสไตรีนนาโนสเฟียร์) ผ่านสไลด์ จึงสามารถกำหนดลักษณะของตัวอย่างได้ เช่น จำนวนอนุภาคในตัวอย่างและขนาดของอนุภาคแต่ละตัว
ด้วย ตั้งข้อสังเกตว่าไม่จำเป็นต้องติดฉลากตัวอย่างเนื่องจากเทคนิคนี้ไม่ได้พึ่งพาการตรวจจับแสงที่กระจัดกระจายจากอนุภาคนาโน ข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือใช้กล้องจุลทรรศน์สนามสว่างมาตรฐานที่พบได้ทั่วไปในห้องปฏิบัติการใดๆ ซึ่งหมายความว่าสามารถถ่ายภาพทุกสิ่งที่อยู่ในระยะชัดลึก
จริงตามชื่อ
เทคนิคใหม่นี้ยังให้มุมมองแบบพาโนรามาของตัวอย่างทั้งในทิศทางด้านข้างและแนวยาว เอาชนะการขาดความลึกของภาพทั้งในและการสุ่มตัวอย่างด้านข้างไม่เพียงพอในเสริม แนวทางสนามสว่างยังให้ปริมาณแสงที่สูงกว่ามากเมื่อเทียบกับกล้องจุลทรรศน์สนามมืด เล็กกว่า 25 นาโนเมตร?
นักวิจัยคิดว่าความละเอียดของเทคนิคอาจน้อยกว่า 25 นาโนเมตรด้วยซ้ำ พวกเขากล่าวว่าพวกเขาหยุดที่ขนาดนี้เพียงเพราะนั่นคืออนุภาคนาโนของโพลีสไตรีนที่เล็กที่สุดที่พวกเขาสามารถซื้อได้
ของวัตถุได้พร้อมกันด้วยแหล่งกำเนิดแสง (ทังสเตน-ฮาโลเจน) และกล้องตัวเดียว เขาอธิบาย
เสียงควอนตัม ความสามารถในการเดินทางโดยไม่แพร่กระจาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระยะทางไกล ทำให้โซลิตันเป็นตัวเลือกที่สำคัญสำหรับการส่งข้อมูล อย่างไรก็ตาม การไปถึงจุดหมายปลายทางด้วยสภาพที่ดีไม่ได้รับประกันว่าข้อมูลจะถูกส่งอย่างซื่อสัตย์ เพราะนอกจากการแพร่กระจายของชีพจรแล้ว
ข้อมูลยังต้องต่อสู้กับสัญญาณรบกวนอีกด้วย สัญญาณรบกวนส่วนใหญ่มักเกิดจากความไม่สมบูรณ์ทางเทคนิค เช่น ความเครียดแบบสุ่มในเส้นใยหรือความผันผวนของเลเซอร์ที่สร้างพัลส์ และโดยทั่วไปสามารถกำจัดได้โดยการปรับปรุงส่วนประกอบในระบบ แต่ยังมีแหล่งกำเนิดเสียงรบกวนพื้นฐาน
และหลีกเลี่ยงไม่ได้ซึ่งไม่สามารถกำจัดได้ด้วยการปรับปรุงทางเทคนิค นั่นคือเสียงรบกวนที่เกิดจากธรรมชาติเชิงควอนตัมของแสง เสียงควอนตัมเป็นผลมาจากหลักการความไม่แน่นอน และเกิดขึ้นเนื่องจากมี “ความไม่ลงรอยกัน” ทางกลเชิงควอนตัมระหว่างการสร้างและกระบวนการตรวจจับสำหรับ
พัลส์แสง ทำจากแสงที่ต่อเนื่องกัน ซึ่งเป็นแสงที่ “บริสุทธิ์ที่สุด” ที่เลเซอร์สามารถให้ได้ สนามไฟฟ้าของสถานะที่เชื่อมโยงกันมีค่าความคาดหมายที่ไม่เป็นศูนย์ซึ่งจะแกว่งแบบไซน์ซอยด์ตามเวลา เช่นเดียวกับสนามแบบสั่นแบบคลาสสิก การตรวจจับโซลิตอนดำเนินการโดยโฟโตไดโอด อุปกรณ์นี้วัดพลังงาน
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
