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光學成像和計量技術是生物醫學和納米技術研究領域的關鍵工具。光學顯微鏡的空間分辨率是經過光學系統后能區分物上兩點之間的最小距離。自19世紀以來，提高顯微鏡空間分辨率一直是一大趨勢，科學家們的夢想是開發出能夠用光探測原子級事件的技術。

近日，英國和新加坡科學家攜手推出一種非侵入性光學測量方法，檢測納米物體位置時達到原子級分辨率，比傳統顯微鏡高出數千倍。

在最新實驗中，南安普敦大學尼古拉·哲魯德夫團隊通過收集波長為488納米的拓撲結構光，散射在17微米長、200納米寬的懸浮納米線上的衍射圖案的單次拍攝圖像，展示了原子尺度的計量學。

隨后，他們在納米線被放置在301個不同位置時出現的散射圖案的單次拍攝圖像數據集上，訓練了一種深度學習算法。經過訓練，該算法可根據團隊傳感器記錄的散射光模式來預測給定納米線的位置。

在該團隊的原理驗證實驗中，他們的光學定位計量方法表現非常好，以92皮米的亞原子精度解析了懸浮納米線的位置。

最新研究使科學家能以十億分之一米的比例表征系統或現象，開辟了皮光子學研究新領域，也為其他領域研究提供了令人興奮的新可能性。相關研究論文刊發于最新一期《自然·材料學》雜志。

(資料來源：科技日報)

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