堵住金屬板上的小孔能阻擋光線從中通過(guò)，但到了納米尺度，這一常識(shí)就不再管用。據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)普林斯頓大學(xué)工程師們實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果用蓋子遮住納米金屬膜上的小孔，不僅擋不住光線，反而會(huì)增加透射光的數(shù)量，這一發(fā)現(xiàn)在光學(xué)儀器、超靈敏探測(cè)研究領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。相關(guān)論文發(fā)表在最近出版的《光學(xué)快遞》雜志上。

該研究由普林斯頓大學(xué)機(jī)電工程教授斯蒂芬-周領(lǐng)導(dǎo)。在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，他和同事用了一種40納米厚的金薄膜，上面布有直徑60納米、間距200納米的微孔陣列。每個(gè)微孔都用小金盤(pán)蓋住，小金盤(pán)比微孔要大40%，只在金屬膜表面和盤(pán)之間有極微縫隙。他們先從薄膜下面照射激光，檢查上面透過(guò)的光線，發(fā)現(xiàn)透過(guò)的光比沒(méi)有蓋子時(shí)要多70%。再?gòu)纳厦嬲丈涠�在下面檢測(cè)，結(jié)果同樣。

“我們還以為小金盤(pán)能擋住所有的光，沒(méi)想到會(huì)有更多光線通過(guò)。”周解釋說(shuō)，“小金盤(pán)好像變成了一種能捕獲并輻射電磁波的‘天線’，它捕獲了小孔一邊的光，從另一邊輻射出來(lái)。光波通過(guò)金屬表面，經(jīng)過(guò)蓋子后大大增加。當(dāng)激光遇到分子會(huì)產(chǎn)生微弱的信號(hào)，而用有微孔陣列的金屬薄膜和金屬盤(pán)，會(huì)使微弱的信號(hào)增強(qiáng)，在識(shí)別物質(zhì)時(shí)更加敏感。”

周還指出，這一結(jié)果可能帶來(lái)巨大的影響和應(yīng)用價(jià)值。首先是遮光方面，在非常靈敏的光學(xué)儀器如顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、分光儀及其他探測(cè)器中，如果想用在玻璃上涂金屬膜的方法來(lái)遮光，結(jié)果可能適得其反。研究人員若想堵住所有的光線傳播，需要重新思考他們所用的技術(shù)。比如在光刻印刷中，光會(huì)在玻璃板的金屬膜上刻下細(xì)微花紋形成模板，引導(dǎo)光線通過(guò)某些位置而擋住其他地方，但由于這種封孔透光效應(yīng)，工程師們要再檢查一下模具是否達(dá)到預(yù)期的遮光效果。

其次，這種新技術(shù)能增加光透性。比如在近紅外顯微鏡中，讓光線通過(guò)直徑僅有十億分之幾米的微孔，會(huì)增加透過(guò)光的數(shù)量，也就增加了觀察目標(biāo)的信息量，研究人員就能看到更多精微的細(xì)節(jié)。