堵住金屬板上的小孔能阻擋光線從中通過，但到了納米尺度，這一常識就不再管用。據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，美國普林斯頓大學(xué)工程師們實驗發(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)。在一項實驗中，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。每個微孔都用小金盤蓋住，小金盤比微孔要大40%，只在金屬膜表面和盤之間有極微縫隙。他們先從薄膜下面照射激光，檢查上面透過的光線，發(fā)現(xiàn)透過的光比沒有蓋子時要多70%。再從上面照射而在下面檢測，結(jié)果同樣。

“我們還以為小金盤能擋住所有的光，沒想到會有更多光線通過。”周解釋說，“小金盤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。光波通過金屬表面，經(jīng)過蓋子后大大增加。當(dāng)激光遇到分子會產(chǎn)生微弱的信號，而用有微孔陣列的金屬薄膜和金屬盤，會使微弱的信號增強(qiáng)，在識別物質(zhì)時更加敏感。”

周還指出，這一結(jié)果可能帶來巨大的影響和應(yīng)用價值。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、分光儀及其他探測器中，如果想用在玻璃上涂金屬膜的方法來遮光，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，讓光線通過直徑僅有十億分之幾米的微孔，會增加透過光的數(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)。