将光束缩小到纳米尺寸的点以监视量子尺度的光物质相互作用并检索信息并不容易。现在，加利福尼亚大学河滨分校（加州大学河滨分校）的工程师开发出一种新技术，以前所未有的效率将光线传输到量子领域。

在Nature Photonics的“高透镜率非球面聚焦用于无透镜近场光学纳米透视”文章中，由化学与环境工程助理教授Ruoxue Yan和电子与计算机助理教授Ming Liu领导的团队，开发了世界上第一个便携式的光学纳米工具，它集成了玻璃光纤和银纳米线聚光器，该设备具有一个高效的往返光隧道，将可见光挤压到聚光器的尖端，与局部分子相互作用，并发回可以破译和可视化难以捉摸的纳米世界的信息。

该设备的原理是通过两步连续聚焦过程，在第一步中，远场光的波长随着沿着逐渐变薄的光纤传播而缓慢增加，而不改变其频率。当它与位于光纤顶部的银纳米线中的电子密度波的波长相匹配时，所有的能量都转移到电子密度波，然后开始在纳米线的表面上行进;在聚焦过程的第二步中，波在尖端处逐渐凝结成几纳米。加州大学河滨分校的设备是一个微小的银色针头,使用该设备可以绘制出分子振动的频率，从而可以分析在分子中将原子结合在一起的化学键。这被称为尖端增强拉曼光谱或TERS成像。TERS是近场光学显微镜中最具挑战性的分支，因为它处理非常微弱的信号。它通常需要庞大的，价值数百万美元的设备来集中光线和繁琐的准备工作来获得超分辨率的图像。使用新设备，可以实现了1 nm的分辨率，本发明可以是一种强大的分析工具，有望为纳米科学的所有学科的研究人员揭示新的信息世界。

光纤纳米线组件与尖端增强拉曼光谱仪结合扫描隧道显微镜的集成，可以在简单而优雅的设置中收集高分辨率化学图像，将此工具将光学成像和光谱学推动到最前沿领域。这些将对其在生物和材料研究等广泛领域的潜在应用开展了更大舞台，这些学科将进一步推动科学进步。

本文译自https://www.laserfocusworld.com/fiber-optics/article/14034823/fiberoptic-probe-maps-molecular-bonds-with-1-nm-resolution

kevin编译编辑

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