美國研究人員利用利用「泵浦-探測」(pump-probe)技術克服光的繞射極限(diffraction limit)，首度以不需使用螢光標籤的遠場光學造影技術(far-field optical imaging)，取得解析度極高的奈米結構影像。
在過去，如果要以光學顯微鏡拍攝奈米結構的影像，得靠螢光輔助將訊號讀出，不過最近由Ji-Xin Cheng領導的普渡大學及加州大學爾灣(Irvine)校區研究團隊發展出一種名為「飽和瞬變吸收顯微術」(saturated transient absorption microscopy)的新技術，利用泵浦-探測過程來為非螢光物體造影，其操作原理是利用一道泵浦雷射光造成樣品電荷載子密度的擾動，接著再以探測雷射光量測透射率的變化。
上述團隊在實驗中以波長1064 nm的雷射脈衝照射直徑約100 nm的石墨烯奈米片(nanoplatelet)，即使關掉此泵浦雷射，樣品仍會持續發光達數飛秒，期間研究人員將波長830 nm的探測雷射脈衝送入樣品，激發樣品發光。最後他們以截面呈甜甜圈狀的雷射光照射樣品，使位於雷射焦點四週環狀區域的樣品電子躍遷達到飽和，此舉的目的是要確保探測雷射只能調制焦點中心的樣品。
該團隊利用上述三道對齊的雷射光，以次波長的解析度為物體進行高速造影，箇中的關鍵在於泵浦雷射激發的電荷載子會在20-30飛秒(1 fs=10 -15 s)內迅速復合，與光子的作用時間則長達100飛秒至數皮秒(1 ps=10-12 s)，導致樣品被暫時「漂白」(bleach)至基態，因此只有焦點中心才能產生吸收訊號。
雖然此技術目前只用於為石墨烯奈米造影，但可望推廣至其他能強烈吸收光的奈米結構，如氧化鋅及氧化鐵。該團隊目前正努力想將解析度推進至50 nm，以便用來研究更細微的結構，例如石墨烯的奈米疇域(nanodomain)。詳見近期的Nature Photonics | doi:10.1038/nphoton.2013。 |