皮光子学——超越热涨落的次原子光学定位

尽管光学成像与计量学近期取得了巨大进展，原子尺度透射电子显微镜与光学技术之间的分辨率鸿沟仍未弥合。是否可能对展现布朗运动的纳米结构进行超越热涨落分辨率的光学成像与计量？在此我们报告一项实验，其中热振荡幅度约150 pm的纳米线的平均位置在单帧测量中以92 pm的精度被分辨，所用光波长为{\lambda} = 488 nm，提供了此类亚布朗计量的首个例子，精度约{\lambda}/5,300。为定位纳米线，我们采用对拓扑结构光散射的深度学习分析，该散射对纳米线位置高度敏感。作为一种具有亚布朗绝对误差（低至原子典型尺寸的一小部分，Si：直径220 pm）的非侵入式光学计量方法，它开启了令人兴奋的皮光子学领域。