利用“超透鏡”可以放大普通透鏡無法放大的快速衰減的光，光學顯微鏡現在可以看到埋藏在表面之下、小於光波長的細節。研究人員表示，他們的新方法可能有助於觀察人造或生物結構，並掃描物體的分子組成。
通常，光學顯微鏡最多可以分辨出大約是所用光波長一半的細節。如果光線被擠過這個極限，它會從孔徑處像兩個部分一樣散開：一個向外擴散的遠場部分，和一個保持接近的近場部分，一旦發射就會迅速衰減。傳統透鏡可以捕獲遠場光，但它們會丟失近場光中包含的關於小於波長細節的所有資訊。掃描物體表面的金屬探針尖端可以檢測到這種近場光，但到目前為止，它們只能“看到”它們接觸到的東西，而看不到表面之下的東西。
為了更好地觀察物體皮膚下的特徵，德國馬丁斯里德馬克斯·普朗克生物化學研究所的物理學家賴納·希倫布蘭德及其同事使用了超透鏡。這些新型裝置利用了一種稱為介電常數的特性，該特性描述了物質傳輸電場的能力。具體來說，超透鏡將具有負和正介電常數的材料結合在一起，因此內部電場與外部電場的響應方向相反。結果是：超透鏡可以恢復近場光和遠場光。
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研究人員將一塊由厚度為 440 奈米的碳化矽晶體制成的超透鏡放置在掃描顯微鏡尖端和一個刻有不同尺寸孔洞的金膜之間。他們表明，他們能夠使用紅外光對細節進行成像，這些細節是所用波長的 1/15，並且位於表面以下 880 奈米處。
9 月 15 日《科學》雜誌報道的這項新技術的侷限性在於，它可以觀察到的物體表面以下的最大深度以及它可以分辨出的最微小細節的大小是相同的——超透鏡的寬度。德克薩斯大學奧斯汀分校的物理學家根納季·什韋茨解釋說，換句話說，這種方法無法真實地同時對埋藏在表面之下相對較深的微小特徵進行成像。
相比之下，超聲波可以同時對小至 20 奈米、深至表面以下 1,000 奈米的細節進行成像。此外，它還可以探測機械效能。半導體聯盟 SEMATECH 的高階研究員、未參與這項研究的計量學家阿蘭·迪博爾德表示，儘管如此，超透鏡可能比超聲波更好地幫助確定掃描特徵的化學性質。
此外，希倫布蘭德說，過去使用掃描探針的光學顯微鏡技術涉及尖端和樣品之間的機械接觸，“脆弱的樣品通常會阻止高解析度測量過程，例如，使得活細胞的光學探測幾乎不可能”。他解釋說，超透鏡可以幫助在距離細胞表面一定距離處“在其自然環境中”探測細胞，並且還可以幫助檢查電子裝置中的缺陷。