Superlens
સુપરલેન્સ અથવા સુપર લેન્સ એ એક લેન્સ છે જે વિવર્તન મર્યાદાની બહાર જવા માટે મેટામેટેરિયલનો ઉપયોગ કરે છે. વિવર્તન મર્યાદા એ પરંપરાગત લેન્સ અને માઇક્રોસ્કોપનું એક લક્ષણ છે જે પ્રકાશ તરંગલંબાઇ અને ઉદ્દેશ્ય લેન્સના આંકડાકીય છિદ્ર એન. એ. ના આધારે તેમના રીઝોલ્યુશનની સૂક્ષ્મતાને મર્યાદિત કરે છે. લેન્સની ઘણી ડિઝાઇન પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી છે જે કોઈક રીતે વિવર્તન મર્યાદાની બહાર જાય છે, પરંતુ તેમાંના દરેકમાં અવરોધો અને અવરોધોનો સામનો કરવો પડે છે. 1873 માં ઇતિહાસ અર્ન્સ્ટ અબેએ અહેવાલ આપ્યો હતો કે પરંપરાગત લેન્સ કોઈપણ છબીની કેટલીક સુંદર વિગતો મેળવવામાં અસમર્થ છે. સુપરલેન્સનો હેતુ આવી વિગતો મેળવવાનો છે. પરંપરાગત લેન્સની આ મર્યાદાએ જૈવિક વિજ્ઞાનમાં પ્રગતિને અવરોધી છે. આનું કારણ એ છે કે વાયરસ અથવા ડીએનએ પરમાણુને ઉચ્ચતમ સંચાલિત પરંપરાગત માઇક્રોસ્કોપથી ઉકેલી શકાતો નથી. આ મર્યાદા સેલ્યુલર પ્રોટીનની સૂક્ષ્મ પ્રક્રિયાઓ સુધી વિસ્તરે છે જે તેમના કુદરતી વાતાવરણમાં જીવંત કોષના માઇક્રોટ્યુબ્યુલ્સની સાથે આગળ વધે છે. વધુમાં, કોમ્પ્યુટર ચિપ્સ અને એકબીજા સાથે સંકળાયેલા માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સનું ઉત્પાદન ક્રમશઃ નાના પાયે થવાનું ચાલુ છે. આના માટે વિશિષ્ટ ઓપ્ટિકલ સાધનોની જરૂર પડે છે, જે પણ મર્યાદિત છે કારણ કે આ પરંપરાગત લેન્સનો ઉપયોગ કરે છે. તેથી, સુપરલેન્સને સંચાલિત કરતા સિદ્ધાંતો દર્શાવે છે કે તેમાં ડીએનએ પરમાણુઓ, સેલ્યુલર પ્રોટીન પ્રક્રિયાઓ અને નાના કમ્પ્યુટર ચિપ્સ અને માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સના ઉત્પાદનમાં મદદ કરવાની ક્ષમતા છે. પરંપરાગત લેન્સ માત્ર ફેલાતા પ્રકાશ તરંગોને જ મેળવે છે. આ એવા તરંગો છે જે પ્રકાશ સ્રોત અથવા પદાર્થથી લેન્સ અથવા માનવ આંખ સુધી પ્રવાસ કરે છે. આનો વૈકલ્પિક રીતે દૂરના ક્ષેત્ર તરીકે અભ્યાસ કરી શકાય છે. તેનાથી વિપરીત, સુપરલેન્સ પ્રકાશના તરંગો અને તરંગોને મેળવે છે જે પદાર્થની સપાટીની ટોચ પર રહે છે, જેનો વૈકલ્પિક રીતે, દૂરના ક્ષેત્ર અને નજીકના ક્ષેત્ર બંને તરીકે અભ્યાસ કરી શકાય છે. 20મી સદીની શરૂઆતમાં "સુપરલેન્સ" શબ્દનો ઉપયોગ ડેનિસ ગેબર દ્વારા કંઈક અલગ વર્ણન કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતોઃ એક સંયોજન લેન્સલેટ એરે સિસ્ટમ. કોઈ પદાર્થની છબીને તે પદાર્થની લાક્ષણિકતાઓની મૂર્ત અથવા દૃશ્યમાન રજૂઆત તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે. છબીની રચના માટેની જરૂરિયાત વિદ્યુતચુંબકીય કિરણોત્સર્ગના ક્ષેત્રો સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે. વધુમાં, લક્ષણ વિગતવાર અથવા છબી રીઝોલ્યુશનનું સ્તર કિરણોત્સર્ગના તરંગની લંબાઈ સુધી મર્યાદિત છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપી સાથે, છબીનું ઉત્પાદન અને રીઝોલ્યુશન દૃશ્યમાન પ્રકાશના તરંગની લંબાઈ પર આધાર રાખે છે. જો કે, સુપરલેન્સ સાથે, આ મર્યાદાને દૂર કરી શકાય છે, અને છબીનો એક નવો વર્ગ પેદા થઈ શકે છે. ઇલેક્ટ્રોન બીમ લિથોગ્રાફી આ રીઝોલ્યુશન મર્યાદાને દૂર કરી શકે છે. બીજી બાજુ, ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપી, 200 નેનોમીટરથી ઉપરના કેટલાક મૂલ્ય સુધી મર્યાદિત ન હોઈ શકે. જો કે, ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપી સાથે જોડાયેલી નવી તકનીકો વધેલા લક્ષણ રીઝોલ્યુશનને મંજૂરી આપવાનું શરૂ કરી રહી છે (નીચે વિભાગો જુઓ). રીઝોલ્યુશન અવરોધ દ્વારા મર્યાદિત હોવાની એક વ્યાખ્યા એ છે કે પ્રકાશની તરંગલંબાઇના અડધા ભાગ પર વિભેદન કાપી નાખવામાં આવે છે. દૃશ્યમાન વર્ણપટની શ્રેણી 390 નેનોમીટરથી 750 નેનોમીટર સુધી વિસ્તરે છે. લીલો પ્રકાશ, વચ્ચેનો અડધો રસ્તો, લગભગ 500 નેનોમીટર છે. માઇક્રોસ્કોપી લેન્સના છિદ્ર, પદાર્થથી લેન્સ વચ્ચેનું અંતર અને અવલોકન કરાયેલ સામગ્રીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ જેવા પરિમાણોને ધ્યાનમાં લે છે. આ સંયોજન રિઝોલ્યુશન કટઓફ અથવા માઇક્રોસ્કોપી ઓપ્ટિકલ મર્યાદાને વ્યાખ્યાયિત કરે છે, જે 200 નેનોમીટર સુધી કોષ્ટક કરે છે. તેથી, પરંપરાગત લેન્સ, જે શાબ્દિક રીતે "સામાન્ય" પ્રકાશ તરંગોનો ઉપયોગ કરીને પદાર્થની છબી બનાવે છે, તે માહિતીને કાઢી નાખે છે જે ખૂબ જ સૂક્ષ્મ અને અવિકસિત તરંગોમાં સમાવિષ્ટ પદાર્થની નાની વિગતો ઉત્પન્ન કરે છે. આ પરિમાણો 200 નેનોમીટરથી ઓછા છે. આ કારણોસર, માઇક્રોસ્કોપ જેવી પરંપરાગત ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમો, વિવોમાં ખૂબ જ નાના, નેનોમીટર-કદના માળખા અથવા નેનોમીટર-કદના સજીવો, જેમ કે વ્યક્તિગત વાયરસ અથવા ડીએનએ અણુઓની સચોટ છબી બનાવવામાં અસમર્થ રહી છે. પ્રમાણભૂત ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપી (બ્રાઇટ-ફિલ્ડ માઇક્રોસ્કોપી) ની મર્યાદાઓ ત્રણ ક્ષેત્રોમાં છેઃ આ તકનીક માત્ર શ્યામ અથવા મજબૂત રીતે રીફ્રેક્ટિંગ વસ્તુઓની અસરકારક રીતે છબી બનાવી શકે છે. વિવર્તન પદાર્થ અથવા કોષના રિઝોલ્યુશનને આશરે 200 નેનોમીટર સુધી મર્યાદિત કરે છે. ફોકલ પ્લેનની બહારના બિંદુઓમાંથી આઉટ-ઓફ-ફોકસ પ્રકાશ છબીની સ્પષ્ટતાને ઘટાડે છે. ખાસ કરીને જીવંત જૈવિક કોષોમાં સામાન્ય રીતે સફળતાપૂર્વક અભ્યાસ કરવા માટે પૂરતા વિરોધાભાસનો અભાવ હોય છે, કારણ કે કોષની આંતરિક રચનાઓ મોટે ભાગે રંગહીન અને પારદર્શક હોય છે. વિરોધાભાસ વધારવાની સૌથી સામાન્ય રીત એ છે કે વિવિધ માળખાઓને પસંદગીયુક્ત રંગોથી ડાઘ કરવો, પરંતુ ઘણીવાર આમાં નમૂનાને મારવા અને ઠીક કરવાનો સમાવેશ થાય છે. સ્ટેનિંગ કલાકૃતિઓ પણ રજૂ કરી શકે છે, દેખીતી માળખાકીય વિગતો જે નમૂનાની પ્રક્રિયાને કારણે થાય છે અને આમ તે નમૂનાનું કાયદેસર લક્ષણ નથી. પરંપરાગત કાચ લેન્સ આપણા સમગ્ર સમાજમાં અને વિજ્ઞાનમાં વ્યાપક છે. તે પ્રકાશશાસ્ત્રના મૂળભૂત સાધનોમાંનું એક છે કારણ કે તે પ્રકાશની વિવિધ તરંગલંબાઇ સાથે સંપર્ક કરે છે. તે જ સમયે, પ્રકાશની તરંગલંબાઇ સામાન્ય છબીઓ દોરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી પેંસિલની પહોળાઈ જેવી હોઈ શકે છે. મર્યાદા તમામ પ્રકારની રીતે ઘુસણખોરી કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ડિજિટલ વિડિયો સિસ્ટમમાં વપરાતું લેસર લેસરની તરંગલંબાઇ કરતા નાની ડીવીડીમાંથી વિગતો વાંચી શકતું નથી. આ ડીવીડીની સંગ્રહ ક્ષમતાને મર્યાદિત કરે છે. આમ, જ્યારે કોઈ પદાર્થ પ્રકાશ બહાર કાઢે છે અથવા પ્રતિબિંબિત કરે છે ત્યારે આ ઘટના સાથે બે પ્રકારના વિદ્યુતચુંબકીય કિરણોત્સર્ગ સંકળાયેલા હોય છે. આ નજીકના ક્ષેત્રનું કિરણોત્સર્ગ અને દૂર ક્ષેત્રનું કિરણોત્સર્ગ છે. તેના વર્ણનમાં દર્શાવ્યા મુજબ, દૂરનું ક્ષેત્ર પદાર્થની બહાર નીકળી જાય છે. તે પછી તેને પરંપરાગત કાચ લેન્સ દ્વારા સરળતાથી પકડવામાં આવે છે અને હેરફેર કરવામાં આવે છે. જો કે, ઉપયોગી (નેનોમીટર-કદની) રીઝોલ્યુશન વિગતો અવલોકન કરવામાં આવતી નથી, કારણ કે તે નજીકના ક્ષેત્રમાં છુપાયેલી હોય છે. તેઓ સ્થાનિક રહે છે, પ્રકાશ ઉત્સર્જક પદાર્થની ઘણી નજીક રહે છે, મુસાફરી કરવામાં અસમર્થ હોય છે અને પરંપરાગત લેન્સ દ્વારા કબજે કરવામાં અસમર્થ હોય છે. ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન માટે નજીકના ક્ષેત્રના કિરણોત્સર્ગને નિયંત્રિત કરવું, પ્રકૃતિમાં સરળતાથી પ્રાપ્ત ન થતી સામગ્રીના નવા વર્ગ સાથે પૂર્ણ કરી શકાય છે. આ સ્ફટિકો જેવા પરિચિત ઘન પદાર્થોથી વિપરીત છે, જે અણુ અને પરમાણુ એકમોમાંથી તેમના ગુણધર્મો મેળવે છે. નવી સામગ્રી વર્ગ, જેને મેટામેટ્રિયલ્સ કહેવામાં આવે છે, તેના ગુણધર્મો તેના કૃત્રિમ રીતે મોટા માળખામાંથી મેળવે છે. આના પરિણામે નવીન ગુણધર્મો અને નવીન પ્રતિક્રિયાઓ મળી છે, જે પ્રકાશની તરંગલંબાઇ દ્વારા લાદવામાં આવેલી મર્યાદાઓને વટાવી જાય તેવી છબીઓની વિગતો માટે પરવાનગી આપે છે. ઉપ-તરંગલંબાઇ ઇમેજિંગ આ વાસ્તવિક સમય, કુદરતી વાતાવરણમાં જીવંત જૈવિક કોષની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ જોવાની ઇચ્છા તરફ દોરી જાય છે અને ઉપ-તરંગલંબાઇ ઇમેજિંગની જરૂરિયાત તરફ દોરી જાય છે. સબવેવલેન્થ ઇમેજિંગને દૃશ્યમાન પ્રકાશની તરંગલંબાઇની નીચે કોઈ પદાર્થ અથવા જીવતંત્રની વિગતો જોવાની ક્ષમતા સાથે ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપી તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે (ઉપરના વિભાગોમાં ચર્ચા જુઓ). બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, વાસ્તવિક સમયમાં, 200 નેનોમીટરથી નીચે અવલોકન કરવાની ક્ષમતા હોવી. ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપી એ બિન-આક્રમક તકનીક અને ટેકનોલોજી છે કારણ કે રોજિંદા પ્રકાશ એ પ્રસારણનું માધ્યમ છે. ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપી (સબવેવલેન્થ) માં ઓપ્ટિકલ મર્યાદાથી નીચે ઇમેજિંગ સેલ્યુલર સ્તર માટે અને સિદ્ધાંતમાં નેનોમીટર સ્તર માટે એન્જિનિયર્ડ કરી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, 2007 માં એક તકનીક દર્શાવવામાં આવી હતી જેમાં પરંપરાગત ઓપ્ટિકલ લેન્સ સાથે જોડાયેલા મેટામેટેરિયલ-આધારિત લેન્સ દૃશ્યમાન પ્રકાશને (નેનોસ્કેલ) પેટર્ન જોવા માટે હેરફેર કરી શકે છે જે સામાન્ય ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપથી અવલોકન કરવા માટે ખૂબ નાના હતા. આની સંભવિત ઉપયોગિતાઓ માત્ર સંપૂર્ણ જીવંત કોષના નિરીક્ષણ માટે જ નહીં, અથવા કોષીય પ્રક્રિયાઓનું નિરીક્ષણ કરવા માટે પણ છે, જેમ કે પ્રોટીન અને ચરબી કોષોની અંદર અને બહાર કેવી રીતે આવે છે. ટેક્નોલોજી ક્ષેત્રમાં, તેનો ઉપયોગ ફોટોલિથોગ્રાફી અને નેનોલિથોગ્રાફીના પ્રથમ પગલાંને સુધારવા માટે થઈ શકે છે, જે હંમેશા નાના કમ્પ્યુટર ચિપ્સના ઉત્પાદન માટે જરૂરી છે. ઉપ-તરંગલંબાઇ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું એ એક અનન્ય ઇમેજિંગ તકનીક બની ગઈ છે જે જોવામાં આવેલી વસ્તુ પરની સુવિધાઓનું વિઝ્યુલાઇઝેશન કરવાની મંજૂરી આપે છે જે ઉપયોગમાં લેવાતા ફોટોનની તરંગલંબાઇ કરતા નાની હોય છે. ફોટોન એ પ્રકાશનો લઘુત્તમ એકમ છે. અગાઉ ભૌતિક રીતે અશક્ય હોવાનું માનવામાં આવતું હોવા છતાં, મેટામેટ્રિયલ્સના વિકાસ દ્વારા સબવેવલેન્થ ઇમેજિંગ શક્ય બન્યું છે. આ સામાન્ય રીતે સોના અથવા ચાંદી જેવા ધાતુના સ્તરનો ઉપયોગ કરીને પૂર્ણ કરવામાં આવે છે, જે કેટલાક અણુઓ જાડા હોય છે, જે સુપરલેન્સ તરીકે કામ કરે છે, અથવા 1D અને 2D ફોટોનિક સ્ફટિકો દ્વારા. પ્રસાર કરતા તરંગો, અવિકસિત તરંગો, નજીકના ક્ષેત્રના ઇમેજિંગ અને દૂરના ક્ષેત્રના ઇમેજિંગ વચ્ચે એક સૂક્ષ્મ આંતરક્રિયા છે જેની ચર્ચા નીચેના વિભાગોમાં કરવામાં આવી છે. પ્રારંભિક ઉપ-તરંગલંબાઇ ઇમેજિંગ મેટામેટેરિયલ લેન્સ (સુપરલેન્સ) દરેક કિસ્સામાં નકારાત્મક રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ઉત્પન્ન કરીને નેનોમીટર કદની છબીઓનું પુનઃનિર્માણ કરવામાં સક્ષમ છે. આ ઝડપથી ક્ષીણ થઈ રહેલા અવિકસિત તરંગોને વળતર આપે છે. મેટામેટ્રિયલ્સ પહેલાં, સુપર-રિઝોલ્યુશન માઇક્રોસ્કોપી બનાવવા માટે અસંખ્ય અન્ય તકનીકો પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી હતી અને તેનું પ્રદર્શન પણ કરવામાં આવ્યું હતું. 1928 સુધી, આઇરિશ ભૌતિકશાસ્ત્રી એડવર્ડ હચિન્સન સિન્જને, આખરે નજીકના ક્ષેત્ર સ્કેનીંગ ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપી શું બનશે તે વિચારની કલ્પના અને વિકાસ માટે શ્રેય આપવામાં આવે છે. 1974માં દ્વિ-પરિમાણીય બનાવટ તકનીકો માટેની દરખાસ્તો રજૂ કરવામાં આવી હતી. આ દરખાસ્તોમાં યોગ્ય સમતલીય સબસ્ટ્રેટ પર રાહત, ફોટોલિથોગ્રાફી, ઇલેક્ટ્રોન લિથોગ્રાફી, એક્સ-રે લિથોગ્રાફી અથવા આયન બોમ્બાર્મેન્ટમાં પેટર્ન બનાવવા માટે સંપર્ક ઇમેજિંગનો સમાવેશ થાય છે. મેટામેટેરિયલ લેન્સના સહિયારા તકનીકી લક્ષ્યાંકો અને લિથોગ્રાફીની વિવિધતાનો હેતુ ખુલ્લા પ્રકાશની વેક્યૂમ તરંગલંબાઇ કરતા ઘણા નાના પરિમાણો ધરાવતી સુવિધાઓને ઓપ્ટિકલી ઉકેલવાનો છે. 1981માં વાદળી પ્રકાશ (400 એનએમ) સાથે સમતલીય (સપાટ) સબમાઇક્રોસ્કોપિક ધાતુની પેટર્નના સંપર્ક ઇમેજિંગની બે અલગ અલગ તકનીકો દર્શાવવામાં આવી હતી. એક પ્રદર્શનમાં 100 એનએમનું છબી રીઝોલ્યુશન અને બીજામાં 50 થી 70 એનએમનું રીઝોલ્યુશન આવ્યું હતું. 1995માં, જ્હોન ગ્યુરાએ પરંપરાગત માઇક્રોસ્કોપ નિમજ્જન ઉદ્દેશ સાથે 50 એનએમ રેખાઓ અને જગ્યાઓ ("મેટામેટેરિયલ") ધરાવતી પારદર્શક ગ્રેટિંગને જોડી હતી. પરિણામી "સુપરલેન્સ" એ 50 એનએમ રેખાઓ અને જગ્યાઓ ધરાવતા સિલિકોન નમૂનાનું સમાધાન કર્યું, જે હવામાં 650 એનએમ તરંગલંબાઇ ધરાવતા પ્રકાશ દ્વારા લાદવામાં આવેલી શાસ્ત્રીય વિવર્તન મર્યાદાની બહાર છે. ઓછામાં ઓછું 1998 થી નજીકના ક્ષેત્રની ઓપ્ટિકલ લિથોગ્રાફીને નેનોમીટર-સ્કેલ સુવિધાઓ બનાવવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી હતી. આ તકનીક પર સંશોધન ચાલુ રહ્યું કારણ કે પ્રથમ પ્રાયોગિક રીતે દર્શાવવામાં આવેલ નકારાત્મક સૂચકાંક મેટામેટેરિયલ 2000-2001 માં અસ્તિત્વમાં આવ્યું હતું. નવી સહસ્ત્રાબ્દીની શરૂઆતમાં નેનોમીટર-સ્કેલ એપ્લિકેશન્સ માટે ઇલેક્ટ્રોન-બીમ લિથોગ્રાફીની અસરકારકતા પર પણ સંશોધન કરવામાં આવી રહ્યું હતું. ઇમ્પ્રિન્ટ લિથોગ્રાફીમાં નેનોમીટર-સ્કેલ સંશોધન અને ટેકનોલોજી માટે ઇચ્છનીય ફાયદા હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. અદ્યતન ઊંડા યુવી ફોટોલિથોગ્રાફી હવે પેટા-100 એનએમ રિઝોલ્યુશન પ્રદાન કરી શકે છે, તેમ છતાં લઘુત્તમ લક્ષણ કદ અને પેટર્ન વચ્ચેનું અંતર પ્રકાશની વિવર્તન મર્યાદા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. તેની વ્યુત્પન્ન તકનીકો જેમ કે ઇવાનસેન્ટ નિયર-ફિલ્ડ લિથોગ્રાફી, નિયર-ફિલ્ડ ઇન્ટરફિયરન્સ લિથોગ્રાફી અને ફેઝ-શિફ્ટિંગ માસ્ક લિથોગ્રાફી વિવર્તન મર્યાદાને દૂર કરવા માટે વિકસાવવામાં આવી હતી. વર્ષ 2000માં, જ્હોન પેન્ડ્રીએ પ્રકાશની તરંગલંબાઇથી નીચે ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા માટે નેનોમીટર-સ્કેલ્ડ ઇમેજિંગ પ્રાપ્ત કરવા માટે મેટામેટેરિયલ લેન્સનો ઉપયોગ કરવાની દરખાસ્ત કરી હતી. વિવર્તન મર્યાદાનું વિશ્લેષણ સંપૂર્ણ લેન્સની મૂળ સમસ્યાઃ સ્રોતમાંથી નીકળતા ઇ. એમ. ક્ષેત્રના સામાન્ય વિસ્તરણમાં પ્રસાર કરતા તરંગો અને નજીકના ક્ષેત્ર અથવા અવિકસિત તરંગો બંનેનો સમાવેશ થાય છે. એસ-ધ્રુવીકરણ ધરાવતા વિદ્યુત ક્ષેત્ર સાથેના 2-ડી લાઇન સ્રોતના ઉદાહરણમાં પ્રસાર અને અવિકસિત ઘટકો ધરાવતા સમતલ તરંગો હશે, જે ઇન્ટરફેસને સમાંતર આગળ વધે છે. જેમ જેમ પ્રસરણ અને નાના અવિકસિત તરંગો બંને મધ્યમ અંતરફલકની સમાંતર દિશામાં આગળ વધે છે, તેમ તેમ અવિકસિત તરંગો પ્રસરણની દિશામાં ક્ષીણ થાય છે. સામાન્ય (હકારાત્મક અનુક્રમણિકા) ઓપ્ટિકલ ઘટકો પ્રસાર કરતા ઘટકો પર ફરીથી ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકે છે, પરંતુ ઝડપથી ક્ષીણ થતા અસમરૂપ ઘટકો હંમેશા ખોવાઈ જાય છે, જે છબી પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા માટે વિવર્તન મર્યાદા તરફ દોરી જાય છે. સુપરલેન્સ એ એક લેન્સ છે જે ઉપ-તરંગલંબાઇ ઇમેજિંગ માટે સક્ષમ છે, જે નજીકના ક્ષેત્રના કિરણોને વિસ્તૃત કરવા માટે પરવાનગી આપે છે. પરંપરાગત લેન્સમાં કહેવાતી વિવર્તન મર્યાદાને કારણે એક તરંગલંબાઇના ક્રમમાં રીઝોલ્યુશન હોય છે. આ મર્યાદા ખૂબ જ નાની વસ્તુઓના ઇમેજિંગને અવરોધે છે, જેમ કે વ્યક્તિગત અણુઓ, જે દૃશ્યમાન પ્રકાશની તરંગલંબાઇ કરતા ઘણા નાના હોય છે. સુપરલેન્સ વિવર્તન મર્યાદાને હરાવવા માટે સક્ષમ છે. એક ઉદાહરણ પેન્ડ્રી દ્વારા વર્ણવેલ પ્રારંભિક લેન્સ છે, જે સપાટ લેન્સ તરીકે રીફ્રેક્શનના નકારાત્મક સૂચકાંક સાથે સામગ્રીના સ્લેબનો ઉપયોગ કરે છે. સિદ્ધાંતમાં, એક સંપૂર્ણ લેન્સ સંપૂર્ણ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા માટે સક્ષમ હશે-જેનો અર્થ છે કે તે છબી સમતલ પર સ્રોત સમતલના વિદ્યુતચુંબકીય ક્ષેત્રને સંપૂર્ણ રીતે પુનઃઉત્પાદિત કરી શકે છે. રીઝોલ્યુશન પર પ્રતિબંધ તરીકે વિવર્તન મર્યાદા પરંપરાગત લેન્સની કામગીરીની મર્યાદા વિવર્તન મર્યાદાને કારણે છે. પેન્ડ્રી (2000) પછી, વિવર્તન મર્યાદાને નીચે પ્રમાણે સમજી શકાય છે. ઝેડ-અક્ષ સાથે મૂકવામાં આવેલી વસ્તુ અને લેન્સને ધ્યાનમાં લો જેથી પદાર્થમાંથી કિરણો + ઝેડ દિશામાં મુસાફરી કરી રહ્યા હોય. પદાર્થમાંથી નીકળતું ક્ષેત્ર તેની કોણીય વર્ણપટ પદ્ધતિની દ્રષ્ટિએ, સમતલ તરંગોના સુપરપોઝિશન તરીકે લખી શકાય છેઃ જ્યાં એક કાર્ય છેઃ માત્ર હકારાત્મક વર્ગમૂળ લેવામાં આવે છે કારણ કે ઊર્જા + z દિશામાં જઈ રહી છે. છબીના કોણીય વર્ણપટના તમામ ઘટકો કે જે વાસ્તવિક છે તે સામાન્ય લેન્સ દ્વારા પ્રસારિત થાય છે અને ફરીથી કેન્દ્રિત થાય છે. જો કે, જો પછી તે કાલ્પનિક બને છે, અને તરંગ એક અવિકસિત તરંગ છે, જેનું કંપનવિસ્તાર જેમ જેમ તરંગ ઝેડ અક્ષ સાથે પ્રસરે છે તેમ ક્ષીણ થાય છે. આના પરિણામે તરંગના ઉચ્ચ-લંબચોરસ-આવર્તન ઘટકોની ખોટ થાય છે, જેમાં છબી બનાવવામાં આવી રહેલી વસ્તુની ઉચ્ચ-આવર્તન (નાના પાયે) સુવિધાઓ વિશેની માહિતી હોય છે. ઉચ્ચતમ રીઝોલ્યુશન જે મેળવી શકાય છે તે તરંગલંબાઇના સંદર્ભમાં વ્યક્ત કરી શકાય છેઃ એક સુપરલેન્સ મર્યાદાને પાર કરે છે. પેન્ડ્રી-પ્રકારનાં સુપરલેન્સમાં n = −1 (ε = −1, μ = −1) નો અનુક્રમણિકા હોય છે, અને આવી સામગ્રીમાં, + z દિશામાં ઊર્જાના પરિવહન માટે તરંગ વેક્ટરના z ઘટકની વિરુદ્ધ નિશાની હોવી જરૂરી છેઃ મોટી કોણીય આવર્તન માટે, અવિકસિત તરંગ હવે વધે છે, તેથી યોગ્ય લેન્સની જાડાઈ સાથે, કોણીય વર્ણપટના તમામ ઘટકોને લેન્સ દ્વારા બિન-સૂચિબદ્ધ પ્રસારિત કરી શકાય છે. ઊર્જાના સંરક્ષણમાં કોઈ સમસ્યા નથી, કારણ કે અવિકસિત તરંગો વૃદ્ધિની દિશામાં કોઈ વહન કરતા નથીઃ પોઇન્ટિંગ વેક્ટર વૃદ્ધિની દિશામાં લંબરૂપ હોય છે. સંપૂર્ણ લેન્સની અંદર મુસાફરી કરતા તરંગો માટે, પોઇન્ટિંગ વેક્ટર તબક્કાના વેગની વિરુદ્ધ દિશામાં નિર્દેશ કરે છે. અપવર્તનના નકારાત્મક અનુક્રમણિકાની અસરો સામાન્ય રીતે, જ્યારે તરંગ બે પદાર્થોના આંતરછેદમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તરંગ સામાન્યની વિરુદ્ધ બાજુએ દેખાય છે. જો કે, જો ઇન્ટરફેસ રીફ્રેક્શનના હકારાત્મક સૂચકાંક સાથેની સામગ્રી અને રીફ્રેક્શનના નકારાત્મક સૂચકાંક સાથેની અન્ય સામગ્રી વચ્ચે હોય, તો તરંગ સામાન્યની સમાન બાજુ પર દેખાશે. પેન્ડ્રીનો સંપૂર્ણ લેન્સનો વિચાર એક સપાટ સામગ્રી છે જ્યાં n = −1 છે. આવા લેન્સ નજીકના ક્ષેત્રના કિરણોને, જે સામાન્ય રીતે વિવર્તન મર્યાદાને કારણે ક્ષીણ થાય છે, એકવાર લેન્સની અંદર અને એકવાર લેન્સની બહાર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે સબવેવલેન્થ ઇમેજિંગને મંજૂરી આપે છે. વિકાસ અને બાંધકામ સુપરલેન્સનું બાંધકામ એક સમયે અશક્ય માનવામાં આવતું હતું. 2000 માં, પેન્ડ્રીએ દાવો કર્યો હતો કે ડાબા હાથની સામગ્રીનો એક સરળ સ્લેબ કામ કરશે. જો કે, આવા લેન્સની પ્રાયોગિક અનુભૂતિમાં થોડો વધુ સમય લાગ્યો, કારણ કે નકારાત્મક પારગમ્યતા અને પારગમ્યતા બંને સાથે મેટામેટ્રિયલ્સનું નિર્માણ કરવું એટલું સરળ નથી. ખરેખર, આવી કોઈ સામગ્રી કુદરતી રીતે અસ્તિત્વમાં નથી અને જરૂરી મેટામેટ્રિયલ્સનું નિર્માણ બિન-તુચ્છ છે. વધુમાં, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે સામગ્રીના પરિમાણો અત્યંત સંવેદનશીલ હોય છે (અનુક્રમણિકા −1 ની બરાબર હોવી જોઈએ); નાના વિચલનો ઉપ-તરંગલંબાઇના ઠરાવને અવલોકનક્ષમ બનાવે છે. મેટામેટ્રિયલ્સની પ્રતિધ્વનિત પ્રકૃતિને કારણે, જેના પર સુપરલેન્સિસના ઘણા (સૂચિત) અમલીકરણ આધાર રાખે છે, મેટામેટ્રિયલ્સ અત્યંત વિખેરાયેલા છે. સામગ્રી પરિમાણો માટે સુપરલેન્સની સંવેદનશીલ પ્રકૃતિ મેટામેટ્રિયલ્સ પર આધારિત સુપરલેન્સને મર્યાદિત ઉપયોગી આવર્તન શ્રેણીનું કારણ બને છે. આ પ્રારંભિક સૈદ્ધાંતિક સુપરલેન્સ ડિઝાઇનમાં એક મેટામેટેરિયલનો સમાવેશ થતો હતો જે તરંગના ક્ષયની ભરપાઈ કરે છે અને નજીકના ક્ષેત્રમાં છબીઓનું પુનઃનિર્માણ કરે છે. પ્રસરણ અને અવિકસિત તરંગો બંને છબીના સંકલ્પમાં ફાળો આપી શકે છે. પેન્ડ્રીએ એવું પણ સૂચવ્યું હતું કે માત્ર એક જ નકારાત્મક પરિમાણ ધરાવતા લેન્સ અંદાજિત સુપરલેન્સ બનાવશે, જો કે તેમાં સામેલ અંતર પણ ખૂબ નાનું હોય અને જો સ્રોત ધ્રુવીકરણ યોગ્ય હોય તો. દૃશ્યમાન પ્રકાશ માટે આ એક ઉપયોગી વિકલ્પ છે, કારણ કે દૃશ્યમાન પ્રકાશની આવર્તન પર નકારાત્મક અભેદ્યતા ધરાવતી ઇજનેરી મેટામેટ્રિયલ્સ મુશ્કેલ છે. ધાતુઓ પછી એક સારો વિકલ્પ છે કારણ કે તેમાં નકારાત્મક પારગમ્યતા હોય છે (પરંતુ નકારાત્મક પારગમ્યતા નથી). પેન્ડ્રીએ કામગીરીની અનુમાનિત તરંગલંબાઇ (356 એનએમ) પર તેના પ્રમાણમાં ઓછા નુકસાનને કારણે ચાંદીનો ઉપયોગ કરવાનું સૂચન કર્યું હતું. 2003 માં પેન્ડ્રીનો સિદ્ધાંત સૌપ્રથમ પ્રાયોગિક રીતે આરએફ/માઇક્રોવેવ ફ્રીક્વન્સીઝ પર દર્શાવવામાં આવ્યો હતો. 2005માં, બે સ્વતંત્ર જૂથોએ યુવી શ્રેણીમાં પેન્ડ્રીના લેન્સની ચકાસણી કરી હતી, બંનેએ તરંગલંબાઇ કરતા નાની વસ્તુઓના "ફોટોગ્રાફ્સ" બનાવવા માટે યુવી પ્રકાશથી પ્રકાશિત ચાંદીના પાતળા સ્તરોનો ઉપયોગ કર્યો હતો. 2003માં યટ્રિયમ ઓર્થોવાનડેટ (YVO4) બાયક્રિસ્ટલમાં દૃશ્યમાન પ્રકાશના નકારાત્મક રીફ્રેક્શનની પ્રાયોગિક રીતે ચકાસણી કરવામાં આવી હતી. એવું જાણવા મળ્યું હતું કે માઇક્રોવેવ માટે એક સરળ સુપરલેન્સ ડિઝાઇન સમાંતર વાહક વાયરની શ્રેણીનો ઉપયોગ કરી શકે છે. આ માળખું એમઆરઆઈ ઇમેજિંગના રિઝોલ્યુશનમાં સુધારો કરવામાં સક્ષમ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. 2004 માં, નકારાત્મક રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથેના પ્રથમ સુપરલેન્સે વિવર્તન મર્યાદા કરતાં ત્રણ ગણું વધુ સારું રિઝોલ્યુશન પ્રદાન કર્યું હતું અને માઇક્રોવેવ ફ્રીક્વન્સીઝ પર દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. 2005માં, પ્રથમ નિયર ફિલ્ડ સુપરલેન્સનું પ્રદર્શન N.Fang એટ અલ. દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું, પરંતુ લેન્સ નકારાત્મક રીફ્રેક્શન પર આધાર રાખતો ન હતો. તેના બદલે, સપાટીના પ્લાઝમોન જોડાણ દ્વારા ઇવાનસેન્ટ સ્થિતિને વધારવા માટે પાતળા ચાંદીની ફિલ્મનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. લગભગ એક જ સમયે મેલવિલે અને બ્લેકી નજીકના ફિલ્ડ સુપરલેન્સ સાથે સફળ થયા હતા. અન્ય જૂથો અનુસર્યા. 2008માં સુપરલેન્સ સંશોધનમાં બે વિકાસ નોંધાયા હતા. બીજા કિસ્સામાં, ચાંદીના નેનોવાયરમાંથી મેટામેટેરિયલની રચના કરવામાં આવી હતી જે છિદ્રાળુ એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડમાં વિદ્યુતરાસાયણિક રીતે જમા કરવામાં આવી હતી. સામગ્રીએ નકારાત્મક રીફ્રેક્શન દર્શાવ્યું હતું. આવા આઇસોટ્રોપિક નેગેટિવ ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ સ્લેબ લેન્સના ઇમેજિંગ પ્રદર્શનનું પણ સ્લેબ સામગ્રી અને જાડાઈના સંદર્ભમાં વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. પ્લેનર યુનિએક્સિયલ અનિસોટ્રોપિક લેન્સ સાથે સબવેવલેન્થ ઇમેજિંગની તકો, જ્યાં ડાઇલેક્ટ્રિક ટેન્સર ઘટકો વિરુદ્ધ સંકેતના હોય છે, તેનો પણ માળખાના પરિમાણોના કાર્ય તરીકે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. સુપરલેન્સનું હજુ સુધી દૃશ્યમાન અથવા નજીકના ઇન્ફ્રારેડ આવર્તન પર પ્રદર્શન કરવામાં આવ્યું નથી (નિલ્સન, આર. બી.; 2010). વધુમાં, ફેલાતી સામગ્રી તરીકે, આ એક જ તરંગલંબાઇ પર કામ કરવા સુધી મર્યાદિત છે. સૂચિત ઉકેલો મેટલ-ડાયલેક્ટ્રિક કમ્પોઝિટ્સ (એમડીસી) અને મલ્ટીલેયર લેન્સ સ્ટ્રક્ચર્સ છે. મલ્ટી-લેયર સુપરલેન્સમાં સિંગલ લેયર સુપરલેન્સ કરતાં વધુ સારી સબવેવલેન્થ રિઝોલ્યુશન હોય તેવું લાગે છે. મલ્ટી-લેયર સિસ્ટમમાં નુકસાન ઓછી ચિંતાનો વિષય છે, પરંતુ અત્યાર સુધી ઇમ્પીડન્સ મિસ-મેચને કારણે તે અવ્યવહારુ હોવાનું જણાય છે. જ્યારે નેનોફેબ્રિકેશન તકનીકોની ઉત્ક્રાંતિ નેનોસ્ટ્રક્ચર્સના બનાવટની મર્યાદાને આગળ ધપાવવાનું ચાલુ રાખે છે, ત્યારે સપાટીની કઠોરતા નેનો-ફોટોનિક ઉપકરણોની રચનામાં ચિંતાનું અનિવાર્ય સ્ત્રોત છે. અસરકારક ડાઇલેક્ટ્રિક અચળાંકો અને બહુસ્તરીય મેટલ-ઇન્સ્યુલેટર સ્ટેક લેન્સના સબવેવલેન્થ ઇમેજ રિઝોલ્યુશન પર આ સપાટીની રફનેસની અસરનો પણ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. સંપૂર્ણ લેન્સ જ્યારે પરંપરાગત લેન્સ દ્વારા વિશ્વનું નિરીક્ષણ કરવામાં આવે છે, ત્યારે છબીની તીક્ષ્ણતા પ્રકાશની તરંગલંબાઇ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને મર્યાદિત હોય છે. વર્ષ 2000ની આસપાસ, પરંપરાગત (હકારાત્મક અનુક્રમણિકા) લેન્સની બહારની ક્ષમતાઓ સાથે લેન્સ બનાવવા માટે નકારાત્મક અનુક્રમણિકા મેટામેટેરિયલનો સ્લેબ સિદ્ધાંતિત કરવામાં આવ્યો હતો. પેન્ડ્રીએ પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો કે નકારાત્મક રીફ્રેક્ટિવ મેટામેટેરિયલનો પાતળો સ્લેબ સામાન્ય લેન્સ સાથેની જાણીતી સમસ્યાઓને દૂર કરી શકે છે જેથી "સંપૂર્ણ" લેન્સ પ્રાપ્ત કરી શકાય જે સમગ્ર સ્પેક્ટ્રમ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે, પ્રચાર તેમજ અવિકસિત સ્પેક્ટ્રા બંને. મેટામેટેરિયલ તરીકે ચાંદીના સ્લેબની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી. વધુ સ્પષ્ટ રીતે, આવી ચાંદીની પાતળી ફિલ્મને મેટાસર્ફેસ તરીકે ગણી શકાય. જેમ જેમ પ્રકાશ સ્રોતથી દૂર જાય છે (પ્રસરે છે), તે એક મનસ્વી તબક્કો પ્રાપ્ત કરે છે. પરંપરાગત લેન્સ દ્વારા તબક્કો સુસંગત રહે છે, પરંતુ અવિકસિત તરંગો ઝડપથી ક્ષીણ થાય છે. સપાટ મેટામેટેરિયલ ડી. એન. જી. સ્લેબમાં, સામાન્ય રીતે ક્ષીણ થતા ઇવાનસેન્ટ તરંગો વિપરીત રીતે વિસ્તૃત થાય છે. વધુમાં, જેમ જેમ અવિકસિત તરંગો હવે વિસ્તૃત થાય છે, તેમ તેમ તબક્કો ઉલટાવી દેવામાં આવે છે. તેથી, એક પ્રકારનાં લેન્સની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી, જેમાં મેટલ ફિલ્મ મેટામેટેરિયલનો સમાવેશ થતો હતો. જ્યારે તેની પ્લાઝ્મા આવર્તનની નજીક પ્રકાશિત થાય છે, ત્યારે લેન્સનો ઉપયોગ સુપર રિઝોલ્યુશન ઇમેજિંગ માટે થઈ શકે છે જે તરંગના ક્ષયની ભરપાઈ કરે છે અને નજીકના ક્ષેત્રમાં છબીઓનું પુનઃનિર્માણ કરે છે. વધુમાં, પ્રસરણ અને અવિકસિત તરંગો બંને છબીના રિઝોલ્યુશનમાં ફાળો આપે છે. પેન્ડ્રીએ સૂચવ્યું હતું કે ડાબા હાથના સ્લેબ "સંપૂર્ણ ઇમેજિંગ" ને મંજૂરી આપે છે જો તેઓ સંપૂર્ણપણે લોસલેસ હોય, અવરોધ મેળ ખાતા હોય અને તેમનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ આસપાસના માધ્યમની તુલનામાં-1 હોય. સૈદ્ધાંતિક રીતે, આ એક સફળતા હશે કે ઓપ્ટિકલ સંસ્કરણ પદાર્થોને નેનોમીટર જેટલા નાના ઉકેલ આપે છે. પેન્ડ્રીએ આગાહી કરી હતી કે n = −1 ના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથે ડબલ નેગેટિવ મેટામેટ્રિયલ્સ (DNG), ઓછામાં ઓછા સિદ્ધાંતમાં, "સંપૂર્ણ લેન્સ" તરીકે કાર્ય કરી શકે છે, જે ઇમેજિંગ રિઝોલ્યુશનને મંજૂરી આપે છે, જે તરંગલંબાઇ દ્વારા નહીં, પરંતુ સામગ્રીની ગુણવત્તા દ્વારા મર્યાદિત છે. સંપૂર્ણ લેન્સને લગતા અન્ય અભ્યાસો વધુ સંશોધન દર્શાવે છે કે સંપૂર્ણ લેન્સ પાછળ પેન્ડ્રીનો સિદ્ધાંત બરાબર સાચો ન હતો. ઇવાનસેન્ટ સ્પેક્ટ્રમ (સંદર્ભમાં સમીકરણો 13-21) ના ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવાનું વિશ્લેષણ અપૂર્ણ હતું. વધુમાં, આ માત્ર એક (સૈદ્ધાંતિક) ઉદાહરણને લાગુ પડે છે, અને તે એક ચોક્કસ માધ્યમ છે જે લોસલેસ, નોનડિસ્પર્સિવ છે અને ઘટક પરિમાણોને આ રીતે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છેઃ ε (ω)/ε0 = μ (ω)/μ0 = −1, જે બદલામાં n = −1 ના નકારાત્મક રીફ્રેક્શનમાં પરિણમે છે. જો ડી. એન. જી. મેટામેટેરિયલ માધ્યમમાં મોટો નકારાત્મક સૂચકાંક હોય અથવા તે નુકસાનકારક અથવા વિખેરાઈ જાય, તો પેન્ડ્રીની સંપૂર્ણ લેન્સ અસર અનુભવી શકાતી નથી. પરિણામે, સંપૂર્ણ લેન્સ અસર સામાન્ય રીતે અસ્તિત્વમાં નથી. તે સમયે (2001) એફ. ડી. ટી. ડી. સિમ્યુલેશન અનુસાર, ડી. એન. જી. સ્લેબ સ્પંદિત નળાકાર તરંગથી સ્પંદિત બીમમાં પરિવર્તકની જેમ કાર્ય કરે છે. વધુમાં, વાસ્તવમાં (વ્યવહારમાં), ડી. એન. જી. માધ્યમ વિખરતું અને નુકસાનકારક હોવું જોઈએ, જે સંશોધન અથવા ઉપયોગના આધારે ઇચ્છનીય અથવા અનિચ્છનીય અસરો ધરાવી શકે છે. પરિણામે, પેન્ડ્રીની સંપૂર્ણ લેન્સ અસર ડી. એન. જી. માધ્યમ તરીકે રચાયેલ કોઈપણ મેટામેટેરિયલ સાથે અપ્રાપ્ય છે. 2002માં અન્ય એક વિશ્લેષણમાં, સંપૂર્ણ લેન્સની વિભાવનાના વિષય તરીકે લોસલેસ, ડિસ્પર્શનલેસ ડી. એન. જી. નો ઉપયોગ કરતી વખતે તે ભૂલમાં હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. આ વિશ્લેષણ ગાણિતિક રીતે દર્શાવ્યું હતું કે અવિકસિત તરંગોની સૂક્ષ્મતાઓ, મર્યાદિત સ્લેબ પર પ્રતિબંધ અને શોષણ અસાતત્યતા અને વિચલન તરફ દોરી ગયા હતા જે વેરવિખેર તરંગ ક્ષેત્રોના મૂળભૂત ગાણિતિક ગુણધર્મોને વિરોધાભાસી બનાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, આ વિશ્લેષણ જણાવે છે કે શોષણ, જે પ્રસરણ સાથે જોડાયેલું છે, તે હંમેશા વ્યવહારમાં હાજર રહે છે, અને શોષણ આ માધ્યમ (ડી. એન. જી.) ની અંદર વિસ્તૃત તરંગોને ક્ષીણ થતા તરંગોમાં રૂપાંતરિત કરે છે. 2003માં પ્રકાશિત પેન્ડ્રીના સંપૂર્ણ લેન્સ ખ્યાલના ત્રીજા વિશ્લેષણમાં, સંપૂર્ણ લેન્સના મૂળભૂત ખ્યાલની સદ્ધરતાની પુષ્ટિ કરવા માટે માઇક્રોવેવ ફ્રીક્વન્સીઝ પર નકારાત્મક રીફ્રેક્શનના તાજેતરના પ્રદર્શનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. વધુમાં, આ પ્રદર્શન પ્રાયોગિક પુરાવા હોવાનું માનવામાં આવતું હતું કે સમતલીય ડી. એન. જી. મેટામેટેરિયલ બિંદુ સ્રોતના દૂરના ક્ષેત્રના કિરણોત્સર્ગને ફરીથી કેન્દ્રિત કરશે. જો કે, સંપૂર્ણ લેન્સને પ્રદર્શિત નકારાત્મક રીફ્રેક્ટિવ નમૂના કરતાં પારગમ્યતા, અભેદ્યતા અને અવકાશી સમયાંતરે નોંધપાત્ર રીતે અલગ મૂલ્યોની જરૂર પડશે. આ અભ્યાસ સંમત થાય છે કે જ્યાં ε = μ = −1 હોય તેવી પરિસ્થિતિઓમાંથી કોઈપણ વિચલન સામાન્ય, પરંપરાગત, અપૂર્ણ છબીમાં પરિણમે છે જે ઝડપથી ઘટે છે એટલે કે, વિવર્તન મર્યાદા. નુકસાનની ગેરહાજરીમાં સંપૂર્ણ લેન્સ ઉકેલ ફરીથી વ્યવહારુ નથી, અને વિરોધાભાસી અર્થઘટન તરફ દોરી શકે છે. એવું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું કે પ્રતિધ્વનિત સપાટીના પ્લાઝમન્સ ઇમેજિંગ માટે અનિચ્છનીય હોવા છતાં, આ સડી રહેલા અવિકસિત તરંગોની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે જરૂરી હોવાનું બહાર આવ્યું છે. આ વિશ્લેષણમાં જાણવા મળ્યું છે કે મેટામેટેરિયલ સમયાંતરે અવિકસિત ઘટકોના પ્રકારોની પુનઃપ્રાપ્તિ પર નોંધપાત્ર અસર પડે છે. વધુમાં, વર્તમાન તકનીકો સાથે સબવેવલેન્થ રિઝોલ્યુશન પ્રાપ્ત કરવું શક્ય છે. નકારાત્મક રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો સંરચિત મેટામેટ્રિયલ્સમાં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. આવી સામગ્રીઓને ટ્યુન કરી શકાય તેવા સામગ્રી પરિમાણો માટે એન્જિનિયર્ડ કરી શકાય છે, અને તેથી શ્રેષ્ઠ પરિસ્થિતિઓ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. સુપરકન્ડક્ટિંગ તત્વોનો ઉપયોગ કરીને માળખામાં માઇક્રોવેવ આવર્તન સુધીના નુકસાનને ઘટાડી શકાય છે. વધુમાં, વૈકલ્પિક માળખાઓની વિચારણા ડાબા હાથની સામગ્રીની ગોઠવણી તરફ દોરી શકે છે જે ઉપ-તરંગલંબાઇ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકે છે. તે સમયે આવા માળખાઓનો અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો હતો. મેટામેટ્રિયલ્સમાં નુકસાનની ભરપાઈ માટે એક અસરકારક અભિગમ, જેને પ્લાઝમોન ઈન્જેક્શન યોજના કહેવામાં આવે છે, તાજેતરમાં પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યો છે. પ્લાઝમોન ઈન્જેક્શન યોજના સૈદ્ધાંતિક રીતે અયોગ્ય નકારાત્મક અનુક્રમણિકા ફ્લેટ લેન્સ પર વાજબી સામગ્રીના નુકસાન સાથે અને ઘોંઘાટ તેમજ હાયપરલેન્સની હાજરીમાં લાગુ કરવામાં આવી છે. એવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે પ્લાઝમોન ઈન્જેક્શન યોજના સાથે સહાયિત અપૂર્ણ નકારાત્મક અનુક્રમણિકા ફ્લેટ લેન્સ પણ પદાર્થોના સબડિફ્રેક્શન ઇમેજિંગને સક્ષમ કરી શકે છે જે અન્યથા નુકસાન અને ઘોંઘાટને કારણે શક્ય નથી. જો કે પ્લાઝમોન ઈન્જેક્શન યોજનાની મૂળ કલ્પના પ્લાઝમોનિક મેટામેટ્રિયલ્સ માટે કરવામાં આવી હતી, આ ખ્યાલ સામાન્ય છે અને તમામ પ્રકારના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્થિતિઓને લાગુ પડે છે. યોજનાનો મુખ્ય વિચાર યોગ્ય રીતે સંરચિત બાહ્ય સહાયક ક્ષેત્ર સાથે મેટામેટેરિયલમાં લોસી મોડ્સની સુસંગત સુપરપોઝિશન છે. આ સહાયક ક્ષેત્ર મેટામેટેરિયલમાં નુકસાન માટે જવાબદાર છે, તેથી મેટામેટેરિયલ લેન્સના કિસ્સામાં સિગ્નલ બીમ અથવા ઓબ્જેક્ટ ક્ષેત્ર દ્વારા અનુભવાતા નુકસાનને અસરકારક રીતે ઘટાડે છે. પ્લાઝમોન ઈન્જેક્શન યોજનાનો અમલ પ્રક્રિયા પછીની વિકલન પદ્ધતિ દ્વારા ભૌતિક રીતે અથવા સમકક્ષ રીતે કરી શકાય છે. જો કે, ભૌતિક અમલીકરણ વિઘટન કરતાં વધુ અસરકારક હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. કોન્વોલ્યુશનનું ભૌતિક નિર્માણ અને સાંકડી બેન્ડવિડ્થની અંદર અવકાશી આવર્તનોનું પસંદગીયુક્ત વિસ્તરણ એ પ્લાઝમોન ઈન્જેક્શન યોજનાના ભૌતિક અમલીકરણની ચાવીઓ છે. આ નુકસાન વળતર યોજના ખાસ કરીને મેટામેટેરિયલ લેન્સ માટે આદર્શ રીતે યોગ્ય છે કારણ કે તેમાં ગેઇન મધ્યમ, બિનરેખીયતા અથવા ફોનોન સાથેની કોઈપણ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની જરૂર નથી. પ્લાઝમોન ઈન્જેક્શન યોજનાનું પ્રાયોગિક પ્રદર્શન હજુ સુધી આંશિક રીતે દર્શાવવામાં આવ્યું નથી કારણ કે સિદ્ધાંત નવો છે. ચુંબકીય વાયર સાથે નજીકના ક્ષેત્રના ઇમેજિંગ પેન્ડ્રીના સૈદ્ધાંતિક લેન્સની રચના પ્રસાર કરતા તરંગો અને નજીકના ક્ષેત્રના અવિકસિત તરંગો બંનેને કેન્દ્રિત કરવા માટે કરવામાં આવી હતી. પારગમ્યતા "ε" અને ચુંબકીય પારગમ્યતા "μ" માંથી રીફ્રેક્શન "n" નો સૂચકાંક મેળવવામાં આવે છે. રીફ્રેક્શન ઇન્ડેક્સ એ નક્કી કરે છે કે પ્રકાશ એક સામગ્રીમાંથી બીજી સામગ્રીમાં કેવી રીતે વળે છે. 2003 માં, એવું સૂચન કરવામાં આવ્યું હતું કે વૈકલ્પિક, સમાંતર, n = −1 સામગ્રી અને n = + 1 સામગ્રીના સ્તરો સાથે બાંધવામાં આવેલ મેટામેટેરિયલ, મેટામેટેરિયલ લેન્સ માટે વધુ અસરકારક ડિઝાઇન હશે. તે બહુ-સ્તરના ઢગલાનું બનેલું એક અસરકારક માધ્યમ છે, જે બાયરેફ્રિન્જન્સ, n2 = φ, nx = 0 દર્શાવે છે. અસરકારક રીફ્રેક્ટિવ સૂચકાંકો પછી અનુક્રમે લંબ અને સમાંતર હોય છે. પરંપરાગત લેન્સની જેમ, ઝેડ-દિશા રોલની ધરી સાથે હોય છે. પ્રતિધ્વનિત આવર્તન (ડબલ્યુ0)-21.3 મેગાહર્ટઝની નજીક-રોલના નિર્માણ દ્વારા નક્કી થાય છે. ડેમ્પિંગ સ્તરોના અંતર્ગત પ્રતિકાર અને પારગમ્યતાના નુકસાનકારક ભાગ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, ક્ષેત્રની પેટર્ન ઇનપુટમાંથી સ્લેબના આઉટપુટ ફેસમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે, તેથી છબીની માહિતી દરેક સ્તર પર પરિવહન થાય છે. આ પ્રાયોગિક રીતે દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. સામગ્રીના દ્વિ-પરિમાણીય ઇમેજિંગ પ્રદર્શનને ચકાસવા માટે, એમ અક્ષરના આકારમાં વિરોધી સમાંતર વાયરની જોડીમાંથી એન્ટેના બનાવવામાં આવ્યું હતું. આ ચુંબકીય પ્રવાહની રેખા પેદા કરે છે, જેથી ઇમેજિંગ માટે લાક્ષણિક ક્ષેત્ર પેટર્ન પ્રદાન કરે છે. તેને આડી રીતે મૂકવામાં આવ્યું હતું, અને સામગ્રી, જેમાં 271 સ્વિસ રોલ્સ 21.5 મેગાહર્ટઝ સુધી ટ્યુન કરવામાં આવ્યા હતા, તેની ટોચ પર મૂકવામાં આવ્યા હતા. સામગ્રી ખરેખર ચુંબકીય ક્ષેત્ર માટે છબી સ્થાનાંતરણ ઉપકરણ તરીકે કાર્ય કરે છે. એન્ટેનાનો આકાર આઉટપુટ પ્લેનમાં વિશ્વાસુપણે પુનઃઉત્પાદિત થાય છે, બંને ટોચની તીવ્રતાના વિતરણમાં, અને "ખીણો" કે જે એમ. ને બંધાયેલ છે. ખૂબ નજીકના (અવિકસિત) ક્ષેત્રની સુસંગત લાક્ષણિકતા એ છે કે વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો મોટા ભાગે અલગ પડે છે. આ પારગમ્યતા સાથે વિદ્યુત ક્ષેત્ર અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની લગભગ સ્વતંત્ર હેરફેર માટે પરવાનગી આપે છે. વધુમાં, આ અત્યંત અનિસોટ્રોપિક પ્રણાલી છે. તેથી, ઇ. એમ. ક્ષેત્રના ત્રાંસા (લંબરૂપ) ઘટકો કે જે સામગ્રીને ફેલાવે છે, એટલે કે તરંગવાહક ઘટકો kx અને ky, સમાંતર ઘટક kz થી અલગ પડે છે. તેથી, ફિલ્ડ પેટર્નને છબીની માહિતીના અધઃપતન વિના સામગ્રીના સ્લેબના ઇનપુટમાંથી આઉટપુટ ફેસમાં સ્થાનાંતરિત કરવી જોઈએ. સિલ્વર મેટામેટેરિયલ સાથે ઓપ્ટિકલ સુપરલેન્સ 2003માં, સંશોધકોના એક જૂથે દર્શાવ્યું હતું કે ઓપ્ટિકલ ઇવાનેસેન્ટ તરંગો સિલ્વર મેટામેટેરિયલ લેન્સમાંથી પસાર થતાં તેમાં વધારો થશે. આને વિવર્તન-મુક્ત લેન્સ તરીકે ઓળખવામાં આવતું હતું. તેમ છતાં એક સુસંગત, ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન, છબીનો ઈરાદો ન હતો, ન તો પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યો હતો, ઇવાનસેન્ટ ક્ષેત્રનું પુનર્જીવન પ્રાયોગિક રીતે દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. 2003 સુધીમાં તે દાયકાઓ સુધી જાણીતું હતું કે આંતરપૃષ્ઠ સપાટીઓ પર ઉત્તેજિત અવસ્થાઓ ઉત્પન્ન કરીને અવિકસિત તરંગોને વધારી શકાય છે. જો કે, પેન્ડ્રીની તાજેતરની દરખાસ્ત (ઉપર "પરફેક્ટ લેન્સ" જુઓ) ત્યાં સુધી અવિકસિત ઘટકોના પુનઃનિર્માણ માટે સપાટીના પ્લાઝમોનનો ઉપયોગ કરવાનો પ્રયાસ કરવામાં આવ્યો ન હતો. વિવિધ જાડાઈની ફિલ્મોનો અભ્યાસ કરીને એ નોંધવામાં આવ્યું છે કે યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં ઝડપથી વધતો પ્રસારણ ગુણાંક જોવા મળે છે. આ પ્રદર્શને સીધો પુરાવો આપ્યો હતો કે સુપરલેન્સિંગનો પાયો નક્કર છે, અને એવો માર્ગ સૂચવ્યો હતો જે ઓપ્ટિકલ તરંગલંબાઇ પર સુપરલેન્સિંગના નિરીક્ષણને સક્ષમ બનાવશે. 2005 માં, એક સુસંગત, ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન, છબી બનાવવામાં આવી હતી (2003 ના પરિણામો પર આધારિત). ઉપ-વિવર્તન-મર્યાદિત ઇમેજિંગ માટે ચાંદીનો પાતળો સ્લેબ (35 એનએમ) વધુ સારો હતો, જે પ્રકાશ તરંગલંબાઇના છઠ્ઠા ભાગમાં પરિણમે છે. આ પ્રકારના લેન્સનો ઉપયોગ તરંગના ક્ષયની ભરપાઈ કરવા અને નજીકના ક્ષેત્રમાં છબીઓનું પુનઃનિર્માણ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. કાર્યરત સુપરલેન્સ બનાવવાના અગાઉના પ્રયાસોમાં ચાંદીના સ્લેબનો ઉપયોગ થતો હતો જે ખૂબ જાડા હતા. ઓબ્જેક્ટ્સ 40 એનએમ જેટલા નાના હતા. 2005માં ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપ માટે ઇમેજિંગ રિઝોલ્યુશન મર્યાદા લાલ રક્તકણોના વ્યાસનો લગભગ દશમો ભાગ હતી. સિલ્વર સુપરલેન્સ સાથે આ લાલ રક્તકણોના વ્યાસના સો ભાગનું રિઝોલ્યુશન પરિણમે છે. પરંપરાગત લેન્સ, પછી ભલે તે માનવસર્જિત હોય કે કુદરતી, તમામ પદાર્થો બહાર કાઢે છે તે ફેલાતા પ્રકાશ તરંગોને કબજે કરીને અને પછી તેમને વળીને છબીઓ બનાવે છે. વળાંકનો કોણ રીફ્રેક્શનના અનુક્રમણિકા દ્વારા નક્કી થાય છે અને કૃત્રિમ નકારાત્મક અનુક્રમણિકા સામગ્રીના બનાવટ સુધી હંમેશા હકારાત્મક રહ્યો છે. પદાર્થો એવા તરંગો પણ બહાર કાઢે છે જે પદાર્થની વિગતો વહન કરે છે, પરંતુ પરંપરાગત ઓપ્ટિક્સ સાથે અપ્રાપ્ય છે. આવા અવિકસિત તરંગો ઝડપથી ક્ષીણ થાય છે અને આમ ક્યારેય છબી રીઝોલ્યુશનનો ભાગ બનતા નથી, જે એક ઓપ્ટિક્સ થ્રેશોલ્ડ છે જે વિવર્તન મર્યાદા તરીકે ઓળખાય છે. આ વિવર્તન મર્યાદાને તોડવી, અને અવિકસિત તરંગોને પકડવી એ પદાર્થની 100 ટકા સંપૂર્ણ રજૂઆતની રચના માટે મહત્વપૂર્ણ છે. વધુમાં, પરંપરાગત ઓપ્ટિકલ સામગ્રીઓ વિવર્તન મર્યાદાને સહન કરે છે કારણ કે પ્રકાશ સ્રોતમાંથી માત્ર પ્રસાર કરતા ઘટકો (ઓપ્ટિકલ સામગ્રી દ્વારા) પ્રસારિત થાય છે. બિન-પ્રસારક ઘટકો, અવિકસિત તરંગો, પ્રસારિત થતા નથી. વધુમાં, જે લેન્સ રીફ્રેક્શનના અનુક્રમણિકામાં વધારો કરીને ઇમેજ રિઝોલ્યુશનમાં સુધારો કરે છે તે ઉચ્ચ-અનુક્રમણિકા સામગ્રીની ઉપલબ્ધતા દ્વારા મર્યાદિત હોય છે, અને કાર્યરત સુપરલેન્સની ક્ષમતાની તુલનામાં ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપીના પોઇન્ટ બાય પોઇન્ટ સબવેવલેન્થ ઇમેજિંગમાં પણ મર્યાદાઓ હોય છે. સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન અને અણુ બળ માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ હવે થોડા નેનોમીટર સુધી વિગતો મેળવવા માટે થાય છે. જો કે, આવા સૂક્ષ્મદર્શક બિંદુ દ્વારા વસ્તુઓને સ્કેન કરીને છબીઓ બનાવે છે, જેનો અર્થ છે કે તેઓ સામાન્ય રીતે નિર્જીવ નમૂનાઓ સુધી મર્યાદિત હોય છે, અને છબી કેપ્ચરનો સમય થોડી મિનિટો સુધી લાગી શકે છે. વર્તમાન ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપ સાથે, વૈજ્ઞાનિકો કોષની અંદર માત્ર તેના ન્યુક્લિયસ અને મિટોકોન્ડ્રિયા જેવી પ્રમાણમાં મોટી રચનાઓ જ બનાવી શકે છે. સુપરલેન્સ સાથે, ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપ એક દિવસ કોષના હાડપિંજરને બનાવતા માઇક્રોટ્યુબ્યુલ્સ સાથે મુસાફરી કરતા વ્યક્તિગત પ્રોટીનની હિલચાલને જાહેર કરી શકે છે, એમ સંશોધકોએ જણાવ્યું હતું. ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપ સેકન્ડના અપૂર્ણાંકમાં એક જ સ્નેપશોટ સાથે સમગ્ર ફ્રેમને પકડી શકે છે. સુપરલેન્સ સાથે આ જીવંત સામગ્રી માટે નેનોસ્કેલ ઇમેજિંગ ખોલે છે, જે જીવવિજ્ઞાનીઓને વાસ્તવિક સમયમાં કોષની રચના અને કાર્યને વધુ સારી રીતે સમજવામાં મદદ કરી શકે છે. ટીએચઝેડ અને ઇન્ફ્રારેડ શાસનમાં ચુંબકીય જોડાણની પ્રગતિએ સંભવિત મેટામેટેરિયલ સુપરલેન્સની અનુભૂતિ પૂરી પાડી. જો કે, નજીકના ક્ષેત્રમાં, સામગ્રીના વિદ્યુત અને ચુંબકીય પ્રતિભાવો અલગ પડે છે. તેથી, ત્રાંસા ચુંબકીય (TM) તરંગો માટે, માત્ર પારગમ્યતાને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે. નોબલ ધાતુઓ, પછી સુપરલેન્સિંગ માટે કુદરતી પસંદગી બની જાય છે કારણ કે નકારાત્મક પારગમ્યતા સરળતાથી પ્રાપ્ત થાય છે. પાતળા ધાતુના સ્લેબની રચના કરીને જેથી સપાટીના પ્રવાહના ઓસિલેશન (સપાટીના પ્લાઝમન્સ) પદાર્થના અવિકસિત તરંગો સાથે મેળ ખાય, સુપરલેન્સ ક્ષેત્રના કંપનવિસ્તારને નોંધપાત્ર રીતે વધારવા માટે સક્ષમ છે. સપાટીના પ્લાઝમોન દ્વારા અવિકસિત તરંગોની વૃદ્ધિથી સુપરલેન્સિંગ પરિણામો મળે છે. સુપરલેન્સની ચાવી એ છે કે તે ખૂબ જ નાના સ્કેલ પર માહિતી વહન કરતા અવિકસિત તરંગોને નોંધપાત્ર રીતે વધારવા અને પુનઃપ્રાપ્ત કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. આ વિવર્તન મર્યાદાથી નીચે ઇમેજિંગને સક્ષમ કરે છે. કોઈ પણ લેન્સ હજુ સુધી કોઈ પદાર્થ દ્વારા ઉત્સર્જિત તમામ અવિકસિત તરંગોને સંપૂર્ણપણે પુનઃસ્થાપિત કરવામાં સક્ષમ નથી, તેથી 100 ટકા સંપૂર્ણ છબીનું લક્ષ્ય ચાલુ રહેશે. જો કે, ઘણા વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે સાચા સંપૂર્ણ લેન્સ શક્ય નથી કારણ કે તરંગો કોઈપણ જાણીતી સામગ્રીમાંથી પસાર થતાં હંમેશા થોડી ઊર્જા શોષણની ખોટ રહેશે. તેની સરખામણીમાં, સુપરલેન્સની છબી સિલ્વર સુપરલેન્સ વિના બનાવવામાં આવેલી છબી કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ સારી છે. 50-એનએમ ફ્લેટ સિલ્વર લેયર ફેબ્રુઆરી 2004 માં, નકારાત્મક અનુક્રમણિકા મેટામેટેરિયલ પ્લેટ પર આધારિત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન ફોકસિંગ સિસ્ટમ, માઇક્રોવેવ ડોમેનમાં સબવેવલેન્થ ઇમેજિંગ પૂર્ણ કરે છે. આ દર્શાવે છે કે પ્રકાશની તરંગલંબાઇ કરતાં ઘણી ઓછી ઝડપે અલગ છબીઓ મેળવવી શક્ય છે. ઉપરાંત, 2004 માં, ઉપ-માઇક્રોમીટર નજીકના ક્ષેત્રના ઇમેજિંગ માટે ચાંદીના સ્તરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. સુપર હાઇ રિઝોલ્યુશન હાંસલ કરવામાં આવ્યું ન હતું, પરંતુ આ હેતુ હતો. ચાંદીનું સ્તર એટલું જાડું હતું કે તે અવિકસિત ક્ષેત્રના ઘટકોમાં નોંધપાત્ર વધારો કરી શકતું ન હતું. 2005 ની શરૂઆતમાં, એક અલગ ચાંદીના સ્તર સાથે ફીચર રિઝોલ્યુશન પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યું હતું. આ વાસ્તવિક છબી ન હોવા છતાં, તેનો હેતુ હતો. પારાના દીવામાંથી પ્રકાશનો ઉપયોગ કરીને 50 એનએમ જાડા ફોટોરેસિસ્ટમાં 250 એનએમ સુધી ગાઢ લક્ષણ રીઝોલ્યુશન ઉત્પન્ન કરવામાં આવ્યું હતું. સિમ્યુલેશન (એફ. ડી. ટી. ડી.) નો ઉપયોગ કરીને, અભ્યાસમાં નોંધ્યું હતું કે નજીકના ક્ષેત્રના ઇમેજિંગની અન્ય પદ્ધતિને બદલે સિલ્વર લેન્સ દ્વારા ઇમેજિંગ માટે રિઝોલ્યુશન સુધારણાની અપેક્ષા રાખી શકાય છે. આ અગાઉના સંશોધનને આધારે, 50 એનએમ ફ્લેટ સિલ્વર લેયરનો ઉપયોગ કરીને ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સીઝ પર સુપર રિઝોલ્યુશન પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યું હતું. દૂરના ક્ષેત્રના ઇમેજિંગ માટે, વિવર્તન મર્યાદાની બહારની છબીને ઉકેલવાની ક્ષમતાને અહીં સુપર રિઝોલ્યુશન તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવી છે. અગાઉના પ્રાયોગિક લેન્સ સ્ટેકના અગાઉના પરિણામો કરતાં છબીની વફાદારીમાં ઘણો સુધારો થયો છે. પાતળા ચાંદી અને સ્પેસર સ્તરોનો ઉપયોગ કરીને અને લેન્સ સ્ટેકની સપાટીની કઠોરતા ઘટાડીને સબ-માઇક્રોમીટર સુવિધાઓના ઇમેજિંગમાં ઘણો સુધારો કરવામાં આવ્યો છે. ગ્રેટિંગ્સની છબી બનાવવાની સિલ્વર લેન્સની ક્ષમતાનો ઉપયોગ અંતિમ રીઝોલ્યુશન પરીક્ષણ તરીકે કરવામાં આવે છે, કારણ કે પરંપરાગત (દૂરના ક્ષેત્ર) લેન્સની સામયિક પદાર્થની છબી લેવાની ક્ષમતા માટે એક નક્કર મર્યાદા છે-આ કિસ્સામાં છબી એક વિવર્તન ગ્રેટિંગ છે. સામાન્ય-ઘટના પ્રકાશ માટે લઘુતમ અવકાશી સમયગાળો કે જેને તરંગલંબાઇ λ સાથે રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ n સાથેના માધ્યમ દ્વારા ઉકેલી શકાય છે તે λ/n છે. તેથી આ મર્યાદાની નીચેની કોઈપણ (પરંપરાગત) દૂર-ક્ષેત્રની છબીમાં શૂન્ય વિરોધાભાસની અપેક્ષા રાખવામાં આવશે, ભલે ઇમેજિંગ પ્રતિકાર ગમે તેટલો સારો હોય. અહીં (સુપર) લેન્સ સ્ટેક 243 એનએમના વિવર્તન-મર્યાદિત રીઝોલ્યુશનના ગણતરીત્મક પરિણામમાં પરિણમે છે. 500 એન. એમ. થી 170 એન. એમ. સુધીના સમયગાળા સાથેના ગ્રેટિંગ્સની છબી બનાવવામાં આવે છે, જેમ જેમ ગ્રેટિંગનો સમયગાળો ઘટે છે તેમ તેમ પ્રતિકારમાં મોડ્યુલેશનની ઊંડાઈ ઘટે છે. વિવર્તન મર્યાદા (243 એનએમ) થી ઉપરના સમયગાળા સાથેના તમામ ગ્રેટિંગ્સ સારી રીતે ઉકેલાય છે. આ પ્રયોગના મુખ્ય પરિણામો 200 એનએમ અને 170 એનએમ સમયગાળા માટે પેટા-વિવર્તન મર્યાદાનું સુપર-ઇમેજિંગ છે. બંને કિસ્સાઓમાં તફાવત ઓછો હોવા છતાં ગ્રેટિંગ્સ ઉકેલાઈ જાય છે, પરંતુ આ પેન્ડ્રીની સુપરલેન્સિંગ દરખાસ્તની પ્રાયોગિક પુષ્ટિ આપે છે. વધુ માહિતી માટે ફ્રેસ્નલ નંબર અને ફ્રેસ્નલ વિવર્તન નકારાત્મક અનુક્રમણિકા GRIN લેન્સ ગ્રેડિયન્ટ ઇન્ડેક્સ (GRIN) જુઓ-મેટામેટ્રિયલ્સમાં ઉપલબ્ધ સામગ્રી પ્રતિસાદની મોટી શ્રેણી GRIN લેન્સ ડિઝાઇનમાં સુધારો તરફ દોરી જશે. ખાસ કરીને, મેટામેટેરિયલની પારગમ્યતા અને પારગમ્યતાને સ્વતંત્ર રીતે સમાયોજિત કરી શકાય છે, મેટામેટેરિયલ GRIN લેન્સને ખાલી જગ્યા સાથે વધુ સારી રીતે મેળ કરી શકાય છે. જી. આર. આઈ. એન. લેન્સની રચના વાય દિશામાં અપવર્તનના ચલ સૂચકાંક સાથે એન. આઈ. એમ. ના સ્લેબનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે, જે પ્રસારની દિશાને લંબરૂપ છે. દૂર-ક્ષેત્ર સુપરલેન્સ 2005 માં, એક જૂથે દૂર-ક્ષેત્ર સુપરલેન્સ (એફ. એસ. એલ.) તરીકે ઓળખાતા નવા ઉપકરણનો ઉપયોગ કરીને નજીકના ક્ષેત્રની મર્યાદાને દૂર કરવા માટે એક સૈદ્ધાંતિક રીતની દરખાસ્ત કરી હતી, જે સમયાંતરે યોગ્ય રીતે રચાયેલ લહેરિયું ધાતુના સ્લેબ આધારિત સુપરલેન્સ છે. ઇમેજિંગ પ્રાયોગિક રીતે દૂરના ક્ષેત્રમાં દર્શાવવામાં આવ્યું હતું, નજીકના ક્ષેત્રના પ્રયોગો પછી આગળનું પગલું ભર્યું હતું. મુખ્ય તત્વને ફાર-ફિલ્ડ સુપરલેન્સ (એફએસએલ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે જેમાં પરંપરાગત સુપરલેન્સ અને નેનોસ્કેલ કપ્લરનો સમાવેશ થાય છે. અંતર-ક્ષેત્ર સમય ઉલટફેર સાથે વિવર્તન મર્યાદાની બહાર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું દૂરના ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલા સમય-ઉલટાવી શકાય તેવા અરીસા અને ધ્યાન કેન્દ્રિત બિંદુના નજીકના ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલા સ્કેટેરર્સનું અવ્યવસ્થિત વિતરણ એમ બંનેનો ઉપયોગ કરીને માઇક્રોવેવ્સની ઉપ-તરંગલંબાઇ કેન્દ્રિત કરવા માટે એક અભિગમ રજૂ કરવામાં આવે છે. હાયપરલેન્સ એકવાર નજીકના ક્ષેત્રના ઇમેજિંગ માટેની ક્ષમતા દર્શાવવામાં આવી, પછીનું પગલું નજીકના ક્ષેત્રની છબીને દૂરના ક્ષેત્રમાં રજૂ કરવાનું હતું. આ ખ્યાલ, તકનીક અને સામગ્રી સહિત, "હાયપરલેન્સ" તરીકે ઓળખાય છે. મે 2012માં, ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે બોરોન નાઇટ્રાઇડ અને ગ્રેફીનનાં વૈકલ્પિક સ્તરોનો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાવાયોલેટ (1200-1400 THZ) હાયપરલેન્સ બનાવી શકાય છે. ફેબ્રુઆરી 2018 માં, મધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ (~ 5-25 μm) હાયપરલેન્સ રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું, જે વૈવિધ્યસભર ડોપ્ડ ઇન્ડિયમ આર્સેનાઇડ મલ્ટીલેયરમાંથી બનાવવામાં આવ્યું હતું, જેણે ભારે ઓછું નુકસાન આપ્યું હતું. પેટા-વિવર્તન-મર્યાદિત ઇમેજિંગ માટે મેટામેટેરિયલ-હાયપરલેન્સની ક્ષમતા નીચે દર્શાવવામાં આવી છે. દૂરના ક્ષેત્રમાં પેટા-વિવર્તન ઇમેજિંગ પરંપરાગત ઓપ્ટિકલ લેન્સ સાથે, દૂરનું ક્ષેત્ર એ એક મર્યાદા છે જે અવિકસિત તરંગો માટે અકબંધ આવવા માટે ખૂબ દૂર છે. ઑબ્જેક્ટનું ઇમેજિંગ કરતી વખતે, આ લેન્સના ઓપ્ટિકલ રિઝોલ્યુશનને પ્રકાશની તરંગલંબાઇના ક્રમમાં મર્યાદિત કરે છે. આ નોન-પ્રોપેગેટિંગ તરંગો ઉચ્ચ અવકાશી રીઝોલ્યુશનના રૂપમાં વિગતવાર માહિતી વહન કરે છે અને મર્યાદાઓને દૂર કરે છે. તેથી, છબીની વિગતો રજૂ કરવા માટે, જે સામાન્ય રીતે દૂરના ક્ષેત્રમાં વિવર્તન દ્વારા મર્યાદિત હોય છે, તેને અવિકસિત તરંગોની પુનઃપ્રાપ્તિની જરૂર પડે છે. સારમાં આ તપાસ અને પ્રદર્શન તરફ દોરી જતા પગલાં એ હાયપરબોલિક ડિસ્પર્શન સાથે અનિસોટ્રોપિક મેટામેટેરિયલનો ઉપયોગ હતો. અસર એવી હતી કે સામાન્ય અવિકસિત તરંગો સ્તરવાળી મેટામેટેરિયલની રેડિયલ દિશામાં પ્રસરે છે. સૂક્ષ્મ સ્તર પર વિશાળ અવકાશી આવર્તન તરંગો ધાતુના સ્તરો વચ્ચે જોડાયેલા સપાટીના પ્લાઝમોન ઉત્તેજના દ્વારા પ્રસરે છે. 2007માં, આવી જ અનિસોટ્રોપિક મેટામેટેરિયલનો ઉપયોગ બૃહદદર્શક ઓપ્ટિકલ હાયપરલેન્સ તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો. હાયપરલેન્સમાં પાતળા ચાંદી અને એલ્યુમિના (35 નેનોમીટર જાડા) ના વક્ર સામયિક ઢગલાનો સમાવેશ થતો હતો, જે અર્ધ-નળાકાર પોલાણ પર જમા થતો હતો અને ક્વાર્ટઝ સબસ્ટ્રેટ પર ઘડવામાં આવતો હતો. રેડિયલ અને સ્પર્શક પારગમ્યતાઓ અલગ અલગ ચિહ્નો ધરાવે છે. પ્રકાશ પર, પદાર્થમાંથી વેરવિખેર અવિકસિત ક્ષેત્ર એનિસોટ્રોપિક માધ્યમમાં પ્રવેશ કરે છે અને રેડિયલ દિશામાં પ્રસરે છે. મેટામેટેરિયલની અન્ય અસર સાથે જોડાઈને, હાયપરલેન્સની બાહ્ય વિવર્તન મર્યાદા-સીમા પર એક વિસ્તૃત છબી થાય છે. એકવાર વિસ્તરિત લક્ષણ વિવર્તન મર્યાદા (બહાર) કરતા મોટું થઈ જાય, પછી તેને પરંપરાગત ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપથી છબી બનાવી શકાય છે, આમ દૂરના ક્ષેત્રમાં પેટા-વિવર્તન-મર્યાદિત છબીનું વિસ્તૃતીકરણ અને પ્રક્ષેપણ દર્શાવે છે. હાયપરલેન્સ દૂરના ક્ષેત્રમાં અવકાશી રીઝોલ્યુશન ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશનની છબી રજૂ કરીને, વિખેરાયેલા ઇવાનસેન્ટ તરંગોને અનિસોટ્રોપિક માધ્યમમાં ફેલાતા તરંગોમાં રૂપાંતરિત કરીને પદાર્થને મોટું કરે છે. આ પ્રકારના મેટામેટેરિયલ-આધારિત લેન્સ, જે પરંપરાગત ઓપ્ટિકલ લેન્સ સાથે જોડવામાં આવે છે, તેથી સામાન્ય ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપથી ઓળખી શકાય તેટલી નાની પેટર્ન જાહેર કરવામાં સક્ષમ છે. એક પ્રયોગમાં, લેન્સ 150 નેનોમીટરના અંતરે કોતરેલી બે 35-નેનોમીટર રેખાઓને અલગ કરવામાં સક્ષમ હતી. મેટામેટ્રિયલ્સ વિના, માઇક્રોસ્કોપ માત્ર એક જાડી રેખા દર્શાવે છે. નિયંત્રણ પ્રયોગમાં, રેખા જોડી પદાર્થને હાયપરલેન્સ વિના ચિત્રિત કરવામાં આવ્યો હતો. (ઓપ્ટિકલ) છિદ્રની વિવર્તન મર્યાદા 260 એનએમ સુધી મર્યાદિત હોવાને કારણે રેખા જોડીનું નિરાકરણ થઈ શક્યું ન હતું. કારણ કે હાયપરલેન્સ તરંગ વેક્ટરના ખૂબ જ વ્યાપક વર્ણપટના પ્રસારને ટેકો આપે છે, તે પેટા-વિવર્તન-મર્યાદિત રીઝોલ્યુશન સાથે મનસ્વી પદાર્થોને મોટું કરી શકે છે. જો કે આ કામ માત્ર નળાકાર હાયપરલેન્સ હોવાને કારણે મર્યાદિત હોવાનું જણાય છે, તેમ છતાં આગળનું પગલું ગોળાકાર લેન્સની રચના કરવાનું છે. તે લેન્સ ત્રિ-પરિમાણીય ક્ષમતા દર્શાવશે. નજીકના ક્ષેત્રની ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપી ઑબ્જેક્ટને સ્કેન કરવા માટે ટિપનો ઉપયોગ કરે છે. તેનાથી વિપરીત, આ ઓપ્ટિકલ હાયપરલેન્સ એક છબીને મોટું કરે છે જે પેટા-વિવર્તન-મર્યાદિત હોય છે. વિસ્તૃત પેટા-વિવર્તન છબી પછી દૂરના ક્ષેત્રમાં રજૂ કરવામાં આવે છે. ઓપ્ટિકલ હાયપરલેન્સ રીઅલ-ટાઇમ બાયોમોલેક્યુલર ઇમેજિંગ અને નેનોલિથોગ્રાફી જેવા કાર્યક્રમો માટે નોંધપાત્ર ક્ષમતા દર્શાવે છે. આવા લેન્સનો ઉપયોગ સેલ્યુલર પ્રક્રિયાઓને જોવા માટે થઈ શકે છે જે જોવાનું અશક્ય છે. તેનાથી વિપરીત, તેનો ઉપયોગ ફોટોલિથોગ્રાફીના પ્રથમ પગલા તરીકે ફોટોરેસિસ્ટ પર અત્યંત સુંદર સુવિધાઓ ધરાવતી છબી રજૂ કરવા માટે થઈ શકે છે, જે કમ્પ્યુટર ચિપ્સ બનાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી પ્રક્રિયા છે. હાયપરલેન્સમાં ડીવીડી ટેકનોલોજી માટેની એપ્લિકેશનો પણ છે. 2010 માં, દૃશ્યમાન આવર્તન પર દ્વિ-પરિમાણીય ઇમેજિંગ માટે ગોળાકાર હાયપરલેન્સ પ્રાયોગિક રીતે દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. ગોળાકાર હાયપરલેન્સ વૈકલ્પિક સ્તરોમાં સિલ્વર અને ટાઇટેનિયમ ઓક્સાઇડ પર આધારિત હતા અને તેમાં મજબૂત અનિસોટ્રોપિક હાયપરબોલિક વિક્ષેપ હતો જે દૃશ્યમાન વર્ણપટ સાથે સુપર-રીઝોલ્યુશનને મંજૂરી આપે છે. દૃશ્યમાન વર્ણપટમાં તેનું રિઝોલ્યુશન 160 એનએમ હતું. તે સેલ્યુલર અને ડીએનએ સ્તરે જૈવિક ઇમેજિંગને સક્ષમ બનાવશે, જેમાં દૂરના ક્ષેત્રમાં પેટા-વિવર્તન રીઝોલ્યુશનને વિસ્તૃત કરવાનો મજબૂત લાભ મળશે. પ્લાઝમોન-આસિસ્ટેડ માઇક્રોસ્કોપી નજીકના ક્ષેત્ર સ્કેનીંગ ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપ જુઓ. દૃશ્યમાન આવર્તન શ્રેણીમાં સુપર-ઇમેજિંગ 2007 માં સંશોધકોએ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને સુપર ઇમેજિંગનું પ્રદર્શન કર્યું હતું, જે નકારાત્મક રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ બનાવે છે અને દૃશ્યમાન શ્રેણીમાં લેન્સિંગ પ્રાપ્ત થાય છે. નેનો ટેકનોલોજી અને માઇક્રોબાયોલોજીમાં પ્રગતિને જાળવી રાખવા માટે ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપીમાં સતત સુધારાઓની જરૂર છે. અવકાશી રીઝોલ્યુશનમાં પ્રગતિ ચાવીરૂપ છે. પરંપરાગત ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપી વિવર્તન મર્યાદા દ્વારા મર્યાદિત છે જે 200 નેનોમીટર (તરંગલંબાઇ) ના ક્રમ પર છે. આનો અર્થ એ છે કે વાયરસ, પ્રોટીન, ડીએનએ પરમાણુઓ અને અન્ય ઘણા નમૂનાઓનું નિયમિત (ઓપ્ટિકલ) માઇક્રોસ્કોપથી નિરીક્ષણ કરવું મુશ્કેલ છે. નકારાત્મક રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સામગ્રી સાથે અગાઉ દર્શાવવામાં આવેલ લેન્સ, પાતળા સમતલીય સુપરલેન્સ, પરંપરાગત માઇક્રોસ્કોપની વિવર્તન મર્યાદાની બહાર વિસ્તૃતીકરણ પ્રદાન કરતું નથી. તેથી, પરંપરાગત વિવર્તન મર્યાદા કરતાં નાની છબીઓ હજુ પણ ઉપલબ્ધ રહેશે નહીં. દૃશ્યમાન તરંગલંબાઇ પર સુપર-રિઝોલ્યુશન હાંસલ કરવાનો બીજો અભિગમ તાજેતરમાં સિલ્વર અને ટાઇટેનિયમ ઓક્સાઇડના વૈકલ્પિક સ્તરો પર આધારિત ગોળાકાર હાયપરલેન્સ વિકસાવવામાં આવ્યો છે. તેમાં મજબૂત એનિસોટ્રોપિક હાયપરબોલિક વિક્ષેપ છે જે અવિકસિત તરંગોને પ્રસાર કરતા તરંગોમાં રૂપાંતરિત કરવા સાથે સુપર-રીઝોલ્યુશનને મંજૂરી આપે છે. આ પદ્ધતિ નોન-ફ્લોરોસન્સ આધારિત સુપર-રિઝોલ્યુશન ઇમેજિંગ છે, જે છબીઓ અને માહિતીના કોઈપણ પુનર્નિર્માણ વિના રીઅલ-ટાઇમ ઇમેજિંગમાં પરિણમે છે. સુપર રિઝોલ્યુશન ફાર-ફિલ્ડ માઇક્રોસ્કોપી તકનીકો 2008 સુધીમાં વિવર્તન મર્યાદાને વટાવી દેવામાં આવી છે અને 20 થી 50 એનએમના લેટરલ ઇમેજિંગ રિઝોલ્યુશનને કેટલીક "સુપર-રિઝોલ્યુશન" ફાર-ફિલ્ડ માઇક્રોસ્કોપી તકનીકો દ્વારા પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યા છે, જેમાં સ્ટિમ્યુલેટેડ એમિશન ડિપ્લીશન (એસટીઇડી) અને તેની સંબંધિત આરઇએસઓએલએફટી (રિવર્સિબલ સેચ્યુરેબલ ઓપ્ટિકલી લીનિયર ફ્લોરોસન્ટ ટ્રાન્ઝિશન) માઇક્રોસ્કોપી; સેચ્યુરેટેડ સ્ટ્રક્ચર્ડ ઇલ્યુમિનેશન માઇક્રોસ્કોપી (એસએસઆઇએમ); સ્ટોકેસ્ટિક ઓપ્ટિકલ રિકન્સ્ટ્રક્શન માઇક્રોસ્કોપી (STORM); ફોટોએક્ટિવેટેડ લોકલાઇઝેશન માઇક્રોસ્કોપી (PALM); અને સમાન સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કરતી અન્ય પદ્ધતિઓનો સમાવેશ થાય છે. સંકલન પરિવર્તન દ્વારા નળાકાર સુપરલેન્સની શરૂઆત 2003માં પેન્ડ્રીની દરખાસ્ત સાથે થઈ હતી. છબીને મોટું કરવા માટે નવી ડિઝાઇનની વિભાવનાની જરૂર હતી જેમાં નકારાત્મક રીફ્રેક્ટિંગ લેન્સની સપાટી વક્ર હોય છે. એક નળાકાર બીજા નળાકારને સ્પર્શે છે, જેના પરિણામે વક્ર નળાકાર લેન્સ બને છે, જે નાના નળાકારની સામગ્રીને મોટા નળાકારની બહાર વિસ્તૃત પરંતુ બિન-સૂચિબદ્ધ સ્વરૂપમાં પુનઃઉત્પાદિત કરે છે. મૂળ સંપૂર્ણ લેન્સને નળાકાર, લેન્સ માળખામાં વળાંક આપવા માટે સંકલિત પરિવર્તન જરૂરી છે. આ પછી 2005 માં 36 પાનાના વૈચારિક અને ગાણિતિક પુરાવા દ્વારા અનુસરવામાં આવ્યું હતું કે નળાકાર સુપરલેન્સ ક્વાસિસ્ટેટિક શાસનમાં કામ કરે છે. સંપૂર્ણ લેન્સ પરની ચર્ચા પહેલા કરવામાં આવે છે. 2007 માં, સંકલન પરિવર્તનનો ઉપયોગ કરતા સુપરલેન્સ ફરીથી વિષય હતો. જો કે, છબી સ્થાનાંતરણ ઉપરાંત અન્ય ઉપયોગી કામગીરીઓની ચર્ચા કરવામાં આવી હતી; અનુવાદ, પરિભ્રમણ, મિરરિંગ અને વ્યુત્ક્રમ તેમજ સુપરલેન્સ અસર. વધુમાં, મુક્ત જગ્યા સોર્સિંગ (વેવગાઇડને બદલે) નો ઉપયોગ કરતી વખતે ઇનપુટ અને આઉટપુટ બંને બાજુઓ પર વિસ્તૃતીકરણ કરતા તત્વોનું વર્ણન કરવામાં આવે છે, જે ભૌમિતિક વિચલનોથી મુક્ત હોય છે. આ બૃહદદર્શક તત્વો નજીકના અને દૂરના ક્ષેત્રમાં પણ કામ કરે છે, જે છબીને નજીકના ક્ષેત્રમાંથી દૂરના ક્ષેત્રમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે. નળાકાર વિસ્તૃતીકરણ સુપરલેન્સનું પ્રાયોગિક રીતે 2007માં બે જૂથો, લિયુ એટ અલ દ્વારા પ્રદર્શન કરવામાં આવ્યું હતું. અને સ્મોલ્યાનિનોવ એટ અલ. લેન્સ વર્ક તરીકે મેટામેટેરિયલ નેનોહોલ એરે સાથે નેનો-ઓપ્ટિક્સે 2007માં દર્શાવ્યું હતું કે મેટલ સ્ક્રીનમાં નેનોહોલ્સની અર્ધ-સામયિક શ્રેણી, ઉપ-તરંગલંબાઇના ફોલ્લીઓ (હોટ સ્પોટ્સ) બનાવવા માટે સમતલ તરંગની ઓપ્ટિકલ ઊર્જાને કેન્દ્રિત કરવામાં સક્ષમ હતી. ફોલ્લીઓ માટેનું અંતર એરેની બીજી બાજુએ થોડા દસ તરંગલંબાઇ હતું, અથવા, બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ઇન્સિડેન્ટ પ્લેન તરંગની બાજુની વિરુદ્ધમાં. નેનોહોલની અર્ધ-સામયિક શ્રેણી પ્રકાશ સાંદ્રક તરીકે કામ કરતી હતી. જૂન 2008માં, આ પછી મેટલ સ્ક્રીનમાં અર્ધ-સ્ફટિકીય નેનોહોલ્સની શ્રેણીની ક્ષમતા દર્શાવવામાં આવી હતી. હોટ સ્પોટ્સને કેન્દ્રિત કરવા કરતાં વધુ, બિંદુ સ્રોતની છબી એરેની બીજી બાજુ (ઇમેજ પ્લેન) એરેમાંથી થોડા દસ તરંગલંબાઇ પ્રદર્શિત કરે છે. આ પ્રકારના એરેએ 1 થી 1 રેખીય વિસ્થાપનનું પ્રદર્શન કર્યું-બિંદુ સ્રોતના સ્થાનથી તેના સંબંધિત, સમાંતર, ઇમેજ પ્લેન પરના સ્થાન સુધી. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, x થી x + δx. ઉદાહરણ તરીકે, અન્ય બિંદુ સ્રોતો એ જ રીતે x 'થી x' + δx ', x' થી x '+ δx', અને x 'થી x' + δx 'અને તેથી વધુ વિસ્થાપિત થયા હતા. પ્રકાશ સાંદ્રક તરીકે કામ કરવાને બદલે, આ બિંદુ સ્રોત સાથે હોવા છતાં, 1 થી 1 પત્રવ્યવહાર સાથે પરંપરાગત લેન્સ ઇમેજિંગનું કાર્ય કરે છે. જો કે, વધુ જટિલ માળખાઓનું સમાધાન બહુવિધ બિંદુ સ્રોતોના બાંધકામ તરીકે પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. સામાન્ય રીતે પરંપરાગત લેન્સના ઉચ્ચ આંકડાકીય છિદ્ર સાથે સંકળાયેલી બારીક વિગતો અને તેજસ્વી છબી વિશ્વસનીય રીતે ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. આ ટેકનોલોજી માટે નોંધપાત્ર ઉપયોગો ત્યારે થાય છે જ્યારે પરંપરાગત ઓપ્ટિક્સ હાથમાં રહેલા કાર્ય માટે યોગ્ય નથી. ઉદાહરણ તરીકે, આ તકનીક એક્સ-રે ઇમેજિંગ અથવા નેનો-ઓપ્ટિકલ સર્કિટ વગેરે માટે વધુ યોગ્ય છે. 2010 માં, ત્રિ-પરિમાણીય (3D) મેટામેટેરિયલ-નેનોલેન્સ તરીકે વર્ણવેલ નેનો-વાયર એરે પ્રોટોટાઇપ, જેમાં ડાઇલેક્ટ્રિક સબસ્ટ્રેટમાં જમા થયેલા જથ્થાબંધ નેનોવાયરનો સમાવેશ થાય છે, તેનું બનાવટ અને પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું. મેટામેટેરિયલ નેનોલેન્સનું નિર્માણ 20 નેનોમીટર વ્યાસના લાખો નેનોવાયરથી કરવામાં આવ્યું હતું. આ ચોક્કસ રીતે ગોઠવાયેલા હતા અને પેકેજ્ડ રૂપરેખાંકન લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું. લેન્સ નેનો-કદના પદાર્થોની સ્પષ્ટ, ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશનની છબી દર્શાવવા માટે સક્ષમ છે કારણ કે તે છબી બનાવવા માટે સામાન્ય પ્રસાર કરતા ઇ. એમ. કિરણોત્સર્ગ અને અવિકસિત તરંગો બંનેનો ઉપયોગ કરે છે. સુપર-રીઝોલ્યુશન ઇમેજિંગ ઓછામાં ઓછા λ/4 ના રિઝોલ્યુશન સાથે, દૂરના ક્ષેત્રમાં તરંગલંબાઇ (λ) ના 6 ગણા અંતર પર દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. નીચે ચર્ચા કરાયેલા નેનોહોલ એરે સહિત અન્ય નજીકના ક્ષેત્ર અને દૂરના ક્ષેત્રના ઇમેજિંગના અગાઉના સંશોધન અને પ્રદર્શનની તુલનામાં આ નોંધપાત્ર સુધારો છે. હોલી મેટલ ફિલ્મોના પ્રકાશ પ્રસારણ ગુણધર્મો 2009-12. મેટામેટેરિયલ મર્યાદામાં હોલી મેટલ ફિલ્મોના પ્રકાશ પ્રસારણ ગુણધર્મોનું સૈદ્ધાંતિક રીતે વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, જ્યાં સામયિક માળખાઓની એકમ લંબાઈ ઓપરેટિંગ તરંગલંબાઇ કરતા ઘણી ઓછી હોય છે. ઉપ-તરંગલંબાઇના છિદ્ર દ્વારા છબીનું પરિવહન સૈદ્ધાંતિક રીતે ઉપ-તરંગલંબાઇની વિગતો ગુમાવ્યા વિના, છબીના વ્યાસ કરતા નોંધપાત્ર રીતે નાના વ્યાસવાળા નાના ઉપ-તરંગલંબાઇના છિદ્ર દ્વારા જટિલ વિદ્યુતચુંબકીય છબીનું પરિવહન કરવું શક્ય લાગે છે. નેનોપાર્ટિકલ ઇમેજિંગ-ક્વોન્ટમ બિંદુઓ જીવંત કોષમાં જટિલ પ્રક્રિયાઓનું નિરીક્ષણ કરતી વખતે, નોંધપાત્ર પ્રક્રિયાઓ (ફેરફારો) અથવા વિગતોને અવગણવી સરળ છે. જ્યારે ફેરફારો જોવા માટે લાંબો સમય લાગે છે અને ઉચ્ચ-અવકાશી-રીઝોલ્યુશન ઇમેજિંગની જરૂર પડે છે ત્યારે આ વધુ સરળતાથી થઈ શકે છે. જો કે, તાજેતરના સંશોધનો કોષોની અંદર કલાકો કે દિવસો સુધી થતી પ્રવૃત્તિઓની તપાસ કરવા માટે એક ઉકેલ પ્રદાન કરે છે, જે સંભવિત રીતે આ નાના સજીવોમાં થતી મોલેક્યુલર-સ્કેલ ઘટનાઓ સાથે સંકળાયેલા ઘણા રહસ્યોને હલ કરે છે. નેશનલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ સ્ટાન્ડર્ડ્સ એન્ડ ટેકનોલોજી (એન. આઈ. એસ. ટી.) અને નેશનલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ એલર્જી એન્ડ ઇન્ફેક્શિયસ ડિસીઝ (એન. આઈ. એ. આઈ. ડી.) ખાતે કામ કરતી સંયુક્ત સંશોધન ટીમે આ ધીમી પ્રક્રિયાઓને જાહેર કરવા માટે સેલ્યુલર આંતરિક ભાગને પ્રકાશિત કરવા માટે નેનોપાર્ટિકલ્સનો ઉપયોગ કરવાની એક પદ્ધતિ શોધી કાઢી છે. કોષ કરતાં હજારો ગણા નાના નેનોપાર્ટિકલ્સના વિવિધ ઉપયોગો છે. જ્યારે પ્રકાશના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે ક્વોન્ટમ ડોટ તરીકે ઓળખાતા એક પ્રકારનાં નેનોપાર્ટિકલ ઝળકે છે. આ સેમિકન્ડક્ટર કણોને કાર્બનિક પદાર્થો સાથે કોટેડ કરી શકાય છે, જે વૈજ્ઞાનિક પરીક્ષણ કરવા માંગે છે તે કોષના ભાગની અંદર ચોક્કસ પ્રોટીન તરફ આકર્ષાય તે રીતે તૈયાર કરવામાં આવે છે. નોંધપાત્ર રીતે, ક્વોન્ટમ બિંદુઓ ઘણા કાર્બનિક રંગો અને ફ્લોરોસન્ટ પ્રોટીન કરતાં લાંબા સમય સુધી ચાલે છે જેનો ઉપયોગ અગાઉ કોષોના આંતરિક ભાગને પ્રકાશિત કરવા માટે થતો હતો. તેમને સેલ્યુલર પ્રક્રિયાઓમાં ફેરફારોની દેખરેખ રાખવાનો પણ ફાયદો છે જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી જેવી મોટાભાગની ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન તકનીકો માત્ર એક જ ક્ષણે સ્થિર થયેલી સેલ્યુલર પ્રક્રિયાઓની છબીઓ પ્રદાન કરે છે. ક્વોન્ટમ બિંદુઓનો ઉપયોગ કરીને, પ્રોટીનની ગતિશીલ ગતિને સમાવતી સેલ્યુલર પ્રક્રિયાઓ અવલોકનક્ષમ (સ્પષ્ટ) છે. સંશોધન મુખ્યત્વે ક્વોન્ટમ ડોટ ગુણધર્મોને લાક્ષણિકતા આપવા પર કેન્દ્રિત હતું, જે તેમને અન્ય ઇમેજિંગ તકનીકો સાથે વિરોધાભાસી હતું. એક ઉદાહરણમાં, ક્વોન્ટમ બિંદુઓને ચોક્કસ પ્રકારના માનવ લાલ રક્તકણોના પ્રોટીનને લક્ષ્ય બનાવવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા હતા જે કોષના આંતરિક પટલમાં નેટવર્ક માળખાનો ભાગ બનાવે છે. જ્યારે આ પ્રોટીન તંદુરસ્ત કોષમાં ભેગા થાય છે, ત્યારે નેટવર્ક કોષને યાંત્રિક લવચીકતા પ્રદાન કરે છે જેથી તે સાંકડી રુધિરકેશિકાઓ અને અન્ય ચુસ્ત જગ્યાઓમાંથી સંકોચાઈ શકે. પરંતુ જ્યારે કોષ મેલેરિયા પરોપજીવીથી સંક્રમિત થાય છે, ત્યારે નેટવર્ક પ્રોટીનનું માળખું બદલાય છે. કારણ કે ક્લસ્ટરિંગ મિકેનિઝમ સારી રીતે સમજી શકાયું નથી, તેથી તેને ક્વોન્ટમ બિંદુઓ સાથે તપાસવાનો નિર્ણય લેવામાં આવ્યો હતો. જો ક્લસ્ટરિંગની કલ્પના કરવા માટે કોઈ તકનીક વિકસાવી શકાય, તો પછી મેલેરિયા ચેપની પ્રગતિને સમજી શકાય છે, જેમાં વિકાસના ઘણા અલગ તબક્કાઓ છે. સંશોધનના પ્રયત્નો દર્શાવે છે કે જેમ જેમ પટલ પ્રોટીનનો સમૂહ વધે છે, તેમ તેમ તેમની સાથે જોડાયેલા ક્વોન્ટમ બિંદુઓ પોતાને ક્લસ્ટર કરવા અને વધુ તેજસ્વી રીતે ચમકવા માટે પ્રેરિત થાય છે, જે પ્રોટીનના સમૂહની પ્રગતિ સાથે વાસ્તવિક સમયના નિરીક્ષણને મંજૂરી આપે છે. વધુ વ્યાપક રીતે, સંશોધનમાં જાણવા મળ્યું છે કે જ્યારે ક્વોન્ટમ બિંદુઓ પોતાને અન્ય નેનો સામગ્રી સાથે જોડે છે, ત્યારે બિંદુઓના ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો દરેક કિસ્સામાં અનન્ય રીતે બદલાય છે. વધુમાં, પુરાવા મળી આવ્યા હતા કે ક્વોન્ટમ ડોટ ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો બદલાય છે કારણ કે નેનોસ્કેલ પર્યાવરણ બદલાય છે, કોષોની અંદરના સ્થાનિક બાયોકેમિકલ વાતાવરણને સમજવા માટે ક્વોન્ટમ બિંદુઓનો ઉપયોગ કરવાની વધુ સંભાવના પ્રદાન કરે છે. કેટલીક ચિંતાઓ ઝેરી અને અન્ય ગુણધર્મો પર રહે છે. જો કે, એકંદર તારણો સૂચવે છે કે ગતિશીલ સેલ્યુલર પ્રક્રિયાઓની તપાસ કરવા માટે ક્વોન્ટમ બિંદુઓ એક મૂલ્યવાન સાધન બની શકે છે. સંબંધિત પ્રકાશિત સંશોધન પત્રનો સારાંશ જણાવે છે (અંશતઃ): પરિણામો વિવિધ રાસાયણિક અને ભૌતિક વાતાવરણમાં બાયોકોન્જુગેટેડ નેનોક્રિસ્ટલ્સ અથવા ક્વોન્ટમ બિંદુઓ (ક્યુ. ડી.) ના ગતિશીલ ફ્લોરોસન્સ ગુણધર્મો અંગે રજૂ કરવામાં આવે છે. વિવિધ ક્યુ. ડી. નમૂનાઓ તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા અને તેમની સરખામણી કરવામાં આવી હતીઃ અલગ અલગ વ્યક્તિગત ક્યુ. ડી., ક્યુ. ડી. એકત્રીકરણ અને ક્યુ. ડી. અન્ય નેનોસ્કેલ સામગ્રી સાથે સંયોજિત. એકોસ્ટિક મેટામેટેરિયલ્સ પણ જુઓ મેટામેટેરિયલ્સનો ઇતિહાસ મેટામેટેરિયલ શોષક મેટામેટેરિયલ એન્ટેના મેટામેટેરિયલ ક્લોકિંગ નકારાત્મક સૂચકાંક મેટામેટ્રિયલ્સ બિનરેખીય મેટામેટ્રિયલ્સ ફોટોનિક સ્ફટિક ફોટોનિક મેટામેટ્રિયલ્સ પ્લાઝમોનિક મેટામેટ્રિયલ્સ સ્પ્લિટ-રિંગ રેઝોનેટર ટેરાહર્ટ્ઝ મેટામેટ્રિયલ્સ ક્લોકિંગ ટ્રાન્સફોર્મેશન ઓપ્ટિક્સના સિદ્ધાંતો ટ્યુનેબલ મેટામેટ્રિયલ્સ પ્લાઝમોનિક લેન્સ શૈક્ષણિક સામયિકો મેટામેટ્રિયલ્સ (જર્નલ) મેટામેટ્રિયલ્સ મેટામેટ્રિયલ્સ વૈજ્ઞાનિક અમેરિકન. જુલાઈ 2006. પી. ડી. એફ. શાહી કોલેજ. એમ. આઈ. ટી. ખાતે સબવેવલેન્થ ઇમેજિંગ પ્રોફેસર સર જ્હોન પેન્ડ્રી-"ધ પરફેક્ટ લેન્સઃ રિઝોલ્યુશન બિયોન્ડ ધ લિમિટ્સ ઓફ વેવલેન્થ" "સરફેસ પ્લાઝમોન સબવેવલેન્થ ઓપ્ટિક્સ" 2009-12-05 "સુપરલેન્સિસ ટુ ઓવર ધ ડિફ્રાક્શન લિમિટ" "બ્રેકિંગ ધ ડિફ્રાસન લિમિટ" સુપરલેન્સ થિયરીની ઝાંખી "ફ્લેટ સુપરલેન્સ સિમ્યુલેશન" ઇ. એમ. ટોક "સુપરલેન્સ માઇક્રોસ્કોપ નજીક આવે છે" "સુપરલેન્સ બ્રેકથ્રુ" "સુપરલેન્સ ઓપ્ટિકલ બેરિયર તોડે છે" "વી. એ. દ્વારા રીફ્રેક્શનના નેગેટિવ ઇન્ડેક્સ સાથેની સામગ્રી". પોડોલ્સ્કી વી. એ. દ્વારા "સુપરલેન્સને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવુંઃ રિઝોલ્યુશનને વધારવા માટે ભૂમિતિને હેરફેર કરવી" પોડોલ્સ્કી અને નિકોલસ એ. કુહટા "હવે તમે તેને જુઓ છો, હવે તમે નથી કરતાઃ ક્લોકિંગ ડિવાઇસ એ માત્ર વૈજ્ઞાનિક નથી" "પ્રારંભિક પૃષ્ઠ કુદરતી સામગ્રીમાં નકારાત્મક રીફ્રેક્શનના પ્રથમ પ્રદર્શનનું વર્ણન કરે છે" "નકારાત્મક-અનુક્રમણિકા સામગ્રીને સરળ બનાવવામાં આવી છે" "સરળ 'સુપરલેન્સ' ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવાની શક્તિને તીક્ષ્ણ કરે છે"-કોઈપણ પરંપરાગત ડિઝાઇન કરતાં 10 ગણી વધુ તીવ્રતાથી ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં સક્ષમ લેન્સ વાયરલેસ પાવર ટ્રાન્સમિશન અને ફોટોલિથોગ્રાફીને નોંધપાત્ર રીતે વધારી શકે છે (ન્યૂ સાયન્ટિસ્ટ, 24 એપ્રિલ 2008) સ્ટીફન ડબ્લ્યુ. હેલ દ્વારા "ફાર-ફીલ્ડ ઓપ્ટિકલ નેનોસ્કોપી". વોલ્યુમ. 316. વિજ્ઞાન. 25 મે 2007 "સ્તરવાળી ગ્રેફીન અને બોરોન નાઇટ્રાઇડ સાથે અલ્ટ્રાવાયોલેટ ડાઇલેક્ટ્રિક હાયપરલેન્સ", 22 મે 2012 લેન્સ મેટામેટેરિયલ્સ 2000 વિજ્ઞાનમાં 21મી સદીમાં