信息来源：万文杰研究组

最近，《物理评论快报》【Phys. Rev. Lett. 113, 217401 (2014)】报道了上海交通大学物理与天文系万文杰研究组与陈险峰研究组的合作研究成果。他们采用非线性四波混频的方法在非金属介质中证明了非线性负折射效应，实验测量的负折射关系与用相位匹配条件理论计算的结果吻合。这种方法与线性光学中的方法相比具有无损耗、可调节、偏正无关等优点。并且他们首次把非线性负折射应用到了平透镜成像当中。

显微镜打开了人类认知微观世界的大门，借助光学显微镜人们能观察到微米量级的物体，推动了物理、化学、生物等领域的发展。但在1873年，Abbe发现了传统显微镜存在分辨率的极限，小于半个波长的物体是无法被分辨的。如何实现超分辨的成像就此成为了一个热门问题。

衍射极限的存在本质上是由于倏逝波无法在介质中传播导致的。在2000年，J. B. Pendry理论上证明了倏逝波在折射率为-1的材料中不但不会衰减反而能够增强，用负折射材料做成的平透镜将不会受制于衍射极限，是完美透镜。之后科学家们用人工制造的美特材料证明了这个想法。然而美特材料难于制造并且对光波有强吸收限制了其广泛的应用。

万文杰研究组提出用四波混频的方法实现负折射，如图（a，b）。当泵浦光垂直入射到介质表面上时，产生的四波混频光与入射的探测光之间是负折射的关系。这种关系由相位匹配条件决定。与美特材料只能支持TM模式的波相比，他们的方法对TE和TM波都适用。进一步的，他们把一块普通的载玻片用作平面透镜来对物体成像，结果如图（c, d, e）所示。在非共线的光路下图像有一维是清晰的，另一维会由于色散而模糊，在共线的光路下图像的两个维度都是清晰的。这种方法可以应用到显微镜中并且有望实现突破衍射极限的成像。