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19世紀以來，醫生們一直認為，光學顯微鏡存在一個分辨率極限，超出這個極限就無法清楚地看到物體。當物體小于200納米，比如一些病毒，它們在光學顯微鏡下就難以辨認了。

但在2000年，英國帝國理工學院的科學家約翰·彭德里提出了一個可以解決這個問題的“超透鏡”的概念。超透鏡是由混合了金屬和其他物質的等離子體材料制成，可以生成亞波長級別的圖像。

武漢大學教授鄭國興說：“光學成像技術的最終目標在于分辨率。超透鏡突破了分辨率極限，令物理學家感到吃驚。然而，由金屬和電解質制成的混合表面可能導致嚴重的光學損耗，這個問題已經存在了20年。”鄭沒有參與這項研究。

從事這項最新研究的是一個國際團隊，由香港大學的張霜教授和香港大學現任校長張翔教授領導，彭德里和中國國家納米科學中心的研究人員參與其中。在這項研究中，研究人員找到了一種將分辨率極限提高一個量級、至數十納米的方法。

該團隊使用了多個頻率的組合來提高分辨率，并抵消超透鏡的光學損耗。他們的研究成果18日發表在同行評議的《科學》雜志上。

他們使用數學公式將復雜的光波轉化為簡單波的組合，然后利用這些簡單波提供的信息來彌補圖像質量的損失。

換句話說，這就像使用光譜的不同顏色來創造一種新的顏色，這種顏色可以顯示比原初顏色更多的細節。利用這種方法，實現超高分辨率成像是可能的。

張霜對記者說：“我們首先從理論上證明了這種方法，然后借助微波頻段雙曲超構材料的超透鏡實驗，對這一方案進行了驗證。成像效果與我們的理論預期高度一致。”

在此基礎上，該團隊成功地設計了一種超透鏡，并在實驗室中將其成像分辨率提高了約一個量級。

張翔對記者說：“這是一種美麗而通用的方法，可用于多個光頻，并可拓展到其他波系統——如聲波、彈性波和量子波——以解決損耗問題。”

《科學》雜志的編輯伊恩·奧斯本在該雜志上寫道，這項技術“展示了克服超透鏡系統內在損耗的實用方法，有可能讓成像和傳感能力獲得重大提升”。

超透鏡可應用于生物醫學、光纖通信、納米技術等需要高分辨率成像的領域。它們可以揭示傳統光學成像技術無法看到的亞波長級別的特征。

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