Методы уменьшения дифракционного предела
Дифракционный предел dminпропорционален длине волны, следовательно, уменьшить его можно, используя более коротковолновое излучение. Например, использование фиолетового лазера (λ=406 нм) вместо красного (λ=650 нм) позволило увеличить емкость оптических дисков с 4,7 Гб (DVD) до 25 Гб (Blue Ray), переход на коротковолновые (ультрафиолетовые) лазеры позволяет постоянно совершенствовать технологические нормы производства микросхем, использование рентгеновского диапазона позволяет на порядки повысить разрешающую способность микроскопов (см.Рентгеновский микроскоп).
Дифракционный предел обратно пропорционален показателю преломления среды. Поэтому, его можно значительно уменьшить, помещая объект в прозрачную среду с большим коэффициентом преломления. Это используется в оптической микроскопии (см. Иммерсия) и в фотолитографии (см.Иммерсионная литография).
Угловой дифракционный предел ψminобратно пропорционален диаметру апертуры, поэтому повысить разрешение можно, увеличивая апертуру телескопа. Однако, на практике, разрешение больших телескопов лимитируется не дифракционным пределом, а атмосферными искажениями, а также дефектами геометрии зеркала (либо неравномерностью состава линзы длярефракторов) поэтому дифракционный предел имеет значения только для радиотелескопов и для космических оптических телескопов. В радиоастрономии повысить разрешение можно, применяярадиоинтерферометрию со сверхдлинными базами. Если два радиотелескопа работают в режимерадиоинтерферометра, то дифракционный предел будет определяться формулой ψmin=λ/L, где L - расстояние между радиотелескопами (так называемаябаза радиоинтерферометра). Например, космический радиотелескопРадиоастрон(максимальная база 400 000 км) имеет разрешение от 8 до 540 микросекунд дуги в зависимости от длины волны, что на 2-5 порядков лучше, чем у лучших оптических телескопов.
Преодоление дифракционного предела
Получить разрешение несколько лучшее, чем дифракционный предел можно с помощью суперлинз(пластинки, действующей какметаматериал)[2].
Преодолеть дифракционный предел позволяет ближнеполевая микроскопия(достигнуто разрешение 13 нм[3]).
Иммерсия(иммерсионный метод микроскопического наблюдения) воптической микроскопии— это введение междуобъективоммикроскопаи рассматриваемым предметомжидкостидля усиления яркости и расширения пределов увеличения изображения.
Иммерсионная система— оптическая система, в которой пространство между первой линзой и предметом заполнено жидкостью. Применяемая таким образом жидкость называетсяиммерсионной.
Путь создания оптического стекла длинный и трудоемкий. Оно рождалось в мучительных экспериментах средневековых мастеров, изготовлявших очки и лупы в примитивных мастерских путем бесчисленных проб и ошибок. Но уже в 17-18веках эти мастера создавали линзы и примитивные объективы для первых телескопов и фотоаппаратов. Случайно найденные и путем проб улучшенные правила этого ремесла определяли форму, кривизну и толщину линз, а также не менее произвольные рецепты варки самого стекла. То, что это необычное ремесло стекольных дел мастеров откроет в будущем путь в неизведанные макро- и микромиры, начало осознаваться лишь с изобретением зрительной трубы /1609 г./ и микроскопа /1590 г./.
Начиная с 17 века тема стекла стала исключительно актуальной и вскоре превратилась в самостоятельную отрасль физики, именуемой оптикой. Не случайно к проблемам, связанным со стеклом и оптикой, в сое время обращались такие выдающиеся ученые как Галилео Галилей /1564-1630/, Иоганн Кеплер /1571-1630/, Исаак Ньютон /1643-1727/, Йозеф Фраунгофер /1787-1826/, Людвиг Зайдель /1821-1896/, Эрнст Аббе /1840-1905/ и другие.
