撞擊某些表面的光子可以與電子相互作用並形成準粒子。 Arleksey/shutterstock
從天文學到醫學，每種科學都在努力獲得高質量的圖像。開發了新的望遠鏡，顯微鏡和內窺鏡，但技術進步只是戰鬥的一半。另一半是確保檢測到的光沒有像差。物體發出的光很容易被扭曲，僅僅是因為光在到達觀察者之前通過介質移動。
空氣，水和人體組織都會扭曲光波，而我們可以從質量和精確度中獲得的圖像。有不同的技術需要糾正失真，但是他們需要知道波前（同時發出的輕波的任何部分）首先被扭曲了，儘管通常很成功，但它們無法解釋最小的不規則性。
因此，都柏林大學學院的研究人員開發了一種方法要糾正比當前技術較小的失真允許使用的變形。這可能用於改善從化學傳感到生物醫學的圖像的分辨率，並補充傳統方法，例如天文學中的自適應光學元件。
一旦精確測量了扭曲，就可以糾正波前的形狀，從而重建原始的光波。該團隊使用了稱為準粒子的特殊物理現象：介質或表現得像粒子的材料中的干擾，但不是一個。
有幾個已知的準顆粒，它們用於簡化複雜的物理相互作用。例如，很難描述在半導體中移動的電子，例如計算機中的矽芯片，因為它與材料中的其他電子和質子相互作用。幸運的是，由於相互作用的類型，它可以近似於類似於電子的準粒子，但質量不同，可以在自由空間中移動。因此物理學家可以使用準粒子來描述系統。
研究該雜誌發表在《 Optica》雜誌上，認為表面等離子體極化子（SPP）的共振行為是一種眾所周知的準粒子類型。當光子和電子相互作用時，它們會形成，在某些特定材料的表面上產生電場。當光擊中材料時，它會形成一個脈衝（spp），該脈衝沿著表面從其原點遠離地面行駛。該脈衝的行為就像一個移動的粒子，並將其描述為這樣，使預測其行為更加容易。 SPP強烈取決於形成它們的光子，因此光中的任何變化都會導致SPP的變化。
在實驗中，研究人員使用了可以在其表面形成spps的金膜傳感器。該研究的主要作者布萊恩·沃恩森（Brian Vohnsen）博士說：“我們利用信號從金表面的衰減，簡單地將波前形狀或斜率轉換為光束的強度差異。”陳述。 “這種變化很容易被攝像機捕獲，這些相機對強度的非常小的變化很敏感。”
可以形成SPP的強度本質上取決於光撞擊表面的角度。扭曲，甚至微小的扭曲，略微改變角度，進而影響SPP的形成。這些變化是通過高速攝像機測量的，通過彼此進行90度的兩次測量，研究人員能夠完全重建原始的，未發生的光波。
Vohnsen博士告訴Iflscience：“我認為將像SPP激發（SPP激發）這樣的共振現象與波前感應相結合是令人興奮的。” “在光學顯微鏡和激光系統中，使用真正令人興奮的應用程序，與波前校正器結合使用，它可以在自適應光學系統中實現快速準確的波前感應和校正，以實現衍射受限性能。”
