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关注单分子拉曼光谱成像重大突破: 热度 1 dsm9393 2016-4-1 17:20; 关注单分子拉曼光谱成像重大突破都世民 1. 挑战化学成像极限：中国科大实现单分子拉曼光谱成像， http://news.ustc.edu.cn/xwbl/201306/t20130605_152338.html ，中国科学技术大学新闻网。 2. 中國經濟網 2016 年 3 月 31 日訊（記者佘惠敏） 3 月 31 日，國際權威學術期刊《自然》雜誌發表了中國科學家“拍”下世界首張分子間能量傳遞“照片”的重要成果，並在“新聞與觀點”欄目中以“耦合分子的特寫鏡頭”為題進行特別報道。 3. 2016-03-31 ，文汇网发文：全球首次中國科學家實現為分子能量傳遞「拍照」。 http://news.wenweipo.com . 4.2016 年 04 月 01 日，中国科技网 - 科技日报发文：分子间能量传递“拍照”成功。 http://www.wokeji.com/jbsj/yb/201604/t20160401_2382819.shtml 。 5. 由中国科学技术大学侯建国院士领衔的单分子科学团队的董振超研究小组，成果于北京时间 2013 年 6 月 6 日，在国际权威学术期刊《自然》杂志上在线发表。文章的共同第一作者为中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室的博士生张瑞和张尧同学。 6. 《人民日报》（ 2013 年 06 月 06 日 12 版）发文：中科大实现世界最高分辨率的单分子拉曼成像， ---- 光学成像技术进入亚纳米时代。利用光学方法成像的最大的限制是衍射极限。当我们利用一个光学透镜成像时，从物体上发出的光波分成传播波和消逝波模式。当消逝波成分入射到透镜表面时，这些模式会进一步衰减，最后这些信息不能被透镜还原到像上。因为传统透镜只能聚焦部分传播波，所成的像就不可能完全反应物的形状，当两个物点相距小于波长的一半时，在像平面上就不能被分开。这就是“衍射极限”，是制约光学器件发展的一个重要“瓶颈” 。【 1 、 2 】人们尝试了许多方法来打破这个限制。金属表面的电磁表面波具有大于真空波矢的横向波矢，如果能充分利用表面波激发，就可以探测物体的更细微的特征，以而打破衍射极限带来的半波限制。如何打破远场的衍射极限的光学显微镜，是科学家们追求的目标。负折射介质的出现一度给了大家希望。然而，后续的研究证明，当考虑材料的吸收和色散后，负折射棱镜就不再是完美的。 Veselago 教授就曾提出的光学成像【 3 】，当物像之间距离增大时，分辨率就急剧下降。从本质上讲， ’ Veselago 棱镜仍然是个近场器件。直到现在，远场的打破衍射极限的光学透镜，仍然是大家努力追求求的目标。如今中国科大实现单分子拉曼光谱成像，在高分辨化学识别与成像领域取得重大突破，在国际上首次实现了亚纳米分辨的单分子光学拉曼成像。这项研究成果突破了光学成像的衍射极限的瓶颈，将具有化学识别能力的空间成像分辨率提高到一个纳米以下。科学意义和实用价值：这项研究成果对了解微观世界，特别是微观催化反应机制、分子纳米器件的微观构造，以及包括 DNA 测序在内的高分辨生物分子成像，具有极其重要的科学意义和实用价值，也为研究单分子非线性光学和光化学过程开辟了新的途径。《自然》杂志的三位审稿人都对该工作给予了高度评价，认为“这项工作打破了所有的记录…是该领域创建以来的最大进展”，“是该领域迄今为止质量最高的顶级工作…开辟了该领域的一片新天地”，“是一项设计精妙的实验观测与理论模拟相结合的意义重大的工作…将引起物理、化学、材料科学和生物学领域科研人员的广泛关注”。世界著名纳米光子学专家Atkin教授和Raschke教授在同期杂志的《新闻与观点》栏目以《光学光谱探测挺进分子内部》为题撰文评述了这一研究成果。【4】参考资料【1】Max Born, Emil Wolf. Principles of Optics. Cambridge: Cambridge university press, 1999. 【2】周磊，能够实现打破衍射极限的远场成像吗？10000个科学难题。物理学卷， 324·：复旦大学应用表面物理国家重点实验室。【3】 Veselago V G. Sov Phys Usp,1968. 10: 509．【4】挑战化学成像极限：中国科大实现单分子拉曼光谱成像， http://news.ustc.edu.cn/xwbl/201306/t20130605_152338.html ，中国科学技术大学新闻网。; 个人分类: 博客|2083 次阅读|1 个评论

思考题（三十五）衍射极限是否可以突破？: 热度 1 qianlivan 2015-8-26 22:05; 衍射极限是否可以突破？（提示：需要问怎么算突破？需要额外信息，例如：用信噪比换分辨率。）; 个人分类: 知识|2511 次阅读|3 个评论

显微镜简史及“突破”衍射极限: luffybear 2008-12-28 23:25; 桔子帮小帮主的系列文章：一花一世界显微镜简史（一）一沙一天堂显微镜简史（二）显微镜简史（三）提到了各式各样的显微镜。其中，光学显微镜是偶的兴趣方向。开学第一天，老板就跟我们扯了突破衍射极限。摘抄下列字句，希望以后可以有所深入。：（科学家需要考试吗？需要吗？呜～偶不是科学家）单式显微镜的放大本领只能依靠一颗小扁豆来实现，要想让镜片放大率增大，镜片焦距必须很短，扁豆必须很小，有他才能做出直径为2-4毫米、放大率100-300倍的镜片，能分辨出一丁点桔子皮上1m大的细节。在当年众人都以为列文虎克没日没夜磨镜片时，他只是取了一根细玻璃，把中部在火焰上烤软了，两头一拉拉成两半，再将拉出的细长一端倾斜着放在火上烤化，这个时候在细尖端便会逐渐凝出一小滴小扁豆，如同你把冰棍头朝下凝出一滴水一样，这便是他的镜片了。而放大倍数也已达到了理论的极限，因为不论镜片弧度多么精准无误，透镜组合多么完美，显微镜分辨率最多也只能达到光波长的一半自然光的平均波长为0.55m，所以分辨率能达到0.275 m，最好的光学显微镜能把物体放大2000倍，这是细菌的量级。要想继续看小下去，必需质的飞跃。光学显微镜的分辨率就被套上了极限枷锁。即使透镜组合被制作得无可挑剔，分辨率最多也只能达到光波长的一半。自然光的平均波长为0.55m，这就是为什么光学显微镜最多只能分辨0.275 m的细节。若想继续用可见光做显微镜的光源，必须缩短它们的波长，唯一的办法是让光跑得更快电子的速度能被电场加到特别大，以至波长缩到光子的1/100000。这里存在疑问，为何速度快了，波长短？今日，一般电镜分辨率已达1纳米，能将物体放大200万倍，如果再让电子疯狂加速，加上软件的帮忙，不到1埃（=0.1纳米）的原子也能分辨清楚；回复里面的：人可以分辨到0.2mm，光学显微镜0.2m，电子显微镜0.2nm。补充一下，现在可见光波段已经可以绕过衍射极限实现十分之一波长，几十nm的分辨率了，比如sted，受激辐射光致漂白荧光显微镜技术。还有好几种方法都可以实现，只是主要还是科研上使用的多，条件比较苛刻：）而用x射线做显微成像，实验上能达到15nm，不过更困难一点要看到越小的物体,所需要的放大镜倍数要越大,放大镜本身也越大,要看到质子,中子,就需要加速器,对撞机了,要看到超弦这么小的物体,可能就需要银河系大小的加速器.当然,我们的宇宙本身就是一个巨大的放大镜,它把宇宙极早期的物质形态放大，通过星系结构,微波背景辐射而保留下来。; 个人分类: 原创|9045 次阅读|0 个评论

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