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Loss and back-coupling effects on subwavelength imaging of three-dimensional superlens
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资源说明：本文探讨了在三维超透镜的亚波长成像中损耗和后耦合效应的影响。超透镜是一种能够实现亚波长成像的光学设备，它在光学显微镜等领域具有重要的应用价值。亚波长成像指的是成像的分辨能力突破了传统光学成像所受的衍射极限，能够达到比光波波长更小的细节分辨。超透镜的这种能力源于其特殊的结构设计和材料性质，使得光波能够以非寻常的方式传播和聚焦。
在研究中，作者在超透镜的像区加入了损耗，并通过在物体区域上方加入屏蔽层来考虑后耦合效应。损耗的加入可以显著抑制长程等离子体模式，而位于物体上方的屏蔽层则具有放大高频成分的同时抑制长程等离子体模式的作用。由于这两个效应的存在，转移函数变得更加平坦，从而得到了更精细的图像分辨率。这一点通过位于物体区域的水平磁偶极子和垂直电偶极子产生的场和强度分布以及光刻中图案化掩模结构的像强度分布得到了确认。
文章中使用了严格Sommerfeld积分方法和一系列等式来计算在分层介质中不同极化的偶极子产生的场。研究选用的UV光接近于337.5nm，因此银片的介电常数为ε1r≈−1+0.3i。银片的厚度被选择为0.1个波长。物体平面和像平面都被设置为紧贴银片，即hs≤hf≤0。
在图2中，展示了由位于物体平面原点处的x方向水平磁偶极子源在像平面产生的归一化电磁场和强度的幅度。在图2(a)中，没有在像区加入损耗，也没有屏蔽。通过这些研究发现，损耗和后耦合效应对于超透镜的成像质量有着重要的影响，特别是在高空间频率成分的放大和长程等离子体模式的抑制方面。
这项研究对于提升超透镜成像设备的性能提供了新的视角，特别是在如何处理和优化损耗和后耦合效应方面提供了理论和实验基础。通过控制这些因素，未来可以设计出更优的光学成像系统，从而在生物医学成像、纳米技术以及其他需要极高分辨率的领域中发挥重要作用。这对于推动光学技术的发展具有重大意义，尤其是当传统成像技术无法满足高分辨率需求时。
文章的作者来自于浙江大学信息科学与电子工程系和华盛顿大学电气工程系，这两个研究团队的合作为这项研究提供了深厚的理论基础和实验条件。其中，作者之一的王浩刚来自浙江大学，负责了对应工作的主要部分，并担任本文的通讯作者。另一位作者Leung Tsang则是来自华盛顿大学的研究者，专注于电磁波在复杂介质中的传播和散射问题。黄少武也参与了相关工作，其贡献在于与前两者共同完善了研究的细节，并参与了论文的撰写。
整个研究过程遵循了学术研究的标准流程，从2012年2月6日接收论文，到4月14日修改，随后在4月16日被接受，并在4月17日发布预览，最终在6月6日正式出版。通过这一系列严谨的步骤，文章最终在《光学快报》上发表，为光学领域的研究者们提供了宝贵的参考资料。通过这项研究，我们可以看到在光学成像领域，理论研究和实际应用是如何紧密相连，相互促进的。
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