Создан новый тип металинз, фокусирующих свет при помощи сверхглубоких отверстий

Металинза

Метаповерхности — это поверхность определенного типа материала, на которой созданные упорядоченные решетки из наноструктур, за счет чего такие поверхности могут взаимодействовать со светом весьма необычными способами. В настоящее время в большинстве случаев на поверхности размещаются наноструктуры в виде столбиков различной толщины и высоты, что позволяет фокусировать, преломлять и контролировать свет другими способами. Было замечено, что большая высота наностолбиков может дать метаповерхности в целом больший уровень контроля над светом. Однако увеличивать высоту наностолбиков выше определенных пределов не предоставляется возможным, некоторые из них искривляются и цепляют соседние элементы наноструктуры, а другие и вообще падают на поверхность.

А что если вместо создания высоких наноструктур использовать нечто совершенно противоположное? Именно такая идея пришла в голову исследователям из Школы Технических и прикладных наук (School of Engineering and Applied Sciences, SEAS) Гарвардского университета. И они разработали метаповерхность, своего рода условно плоскую металинзу, способную фокусировать падающий на нее свет в одну точку при помощи «сетки» очень глубоких и очень узких отверстий в теле этой линзы.

На поверхности опытной металинзы было сделано около 12 миллионов отверстий. Эти отверстия были просверлены в силиконовой мембране, толщиной 5 микрометров, при этом, ширина каждого отверстия составляет несколько сотен нанометров. Форматное соотношение этих отверстий, отношение их высоты к толщине равняется почти 30 к 1. И данный случай является первым в истории, когда элементы с подобным форматным соотношением были использованы в области метаоптики.

Отверстия в теле металинзы

«Если бы мы попытались сделать наностолбики с таким форматным соотношением, то они все попадали бы, и метаповерхность не смогла бы работать должным образом» — пишут исследователи, — «Создание отверстий позволяет получить теоретически неограниченное значение форматного соотношения, не жертвуя ни толикой механической надежности. И теперь на основе таких метаматериалов мы можем создавать большие линзы, открывая путь оптическим устройствам следующих поколений».

Более того, отверстия в теле металинз могут быть заполнены материалами с нелинейными оптическими характеристиками и жидкими кристаллами, что позволит реализовать технологии активного управления и модуляции света в очень широком диапазоне оптического спектра.

А сами опытные образцы «дырявых» металинз были изготовлены на стандартном оборудовании и при помощи стандартных технологий производства полупроводниковых приборов, что позволит развернуть масштабное производство новых оптических устройств уже в самом ближайшем будущем.

Ключевые слова:
Металинза, Метаповерхность, Структура, Отверстие, Толщина, Свет

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Создана металинза, способная фокусировать все цвета видимого спектра света …
  • Созданы ультратонкие плоские линзы, подходящие для высококачественной цветн …
  • «Метаповерхностная» оптика позволит улучшить качество камер смартфонов и …
  • Использование поляризованного света позволяет воспроизводить более высокока …
  • Ученым удалось перевернуть свет «с ног на голову»
  • Share Button

    Материалы по теме:

    Новый процесс трехмерной печати позволяет печатать объекты из графена с самой высокой точностью на сегодняшний день
    Графен известен как условно двухмерный материал, листы которого имеют одноатомную толщину. Но для того, чтобы этот материал можно было использовать на практике, в большинстве ...
    Создан первый в своем роде нанолазер-хамелеон, способный изменять цвет излучаемого им света
    Хамелеоны являются весьма удивительными созданиями, за счет использования сложных наномеханизмов их кожа способна менять свой цвет в достаточно широких пределах. Группа исследователей из Северо-Западного ...
    Нанопромежуток между металлическими электродами — источник света, яркость которого в 10 тысяч раз больше, чем ожидалось согласно теории
    Нанопромежуток между двумя металлическими электродами, которым придана особая форма, является источником света, яркость которого в 10 000 раз превышает яркость света, который должен там ...
    Машины-монстры: Самый маленький дом, «построенный» специализированной роботизированной системой
    Для того, чтобы продемонстрировать возможности новой роботизированной системы нанопроизводства uRobotex, исследователи из института Femto-ST, Франция, "построили" крошечный домик, который был возведен на торце оптического ...
    Графен стал основой для создания самого маленького датчика магнитных полей
    Измерения силы и других параметров магнитных полей являются одним из самых важных атрибутов достаточно большого круга научных исследований и экспериментов. И не так давно ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика