Створено новий тип металінз, що фокусують світло за допомогою надглибоких отворів

21

Метаповерхні – це поверхня певного типу матеріалу, на якій створені впорядковані решітки з наноструктур, за рахунок чого такі поверхні можуть взаємодіяти зі світломвесьма незвичайними способами. В даний час в більшості випадків на поверхні розміщуються наноструктури у вигляді стовпчиків різної товщини і висоти, що дозволяє фокусувати, заломлювати і контролювати світло іншими способами. Було помічено, що велика висота наностолбиков може дати метаповерхні в цілому більший рівень контролю над світлом. Однак збільшувати висоту наностовбиків вище певних меж не надається можливим, деякі з них викривляються і чіпляють сусідні елементи наноструктури, а інші і взагалі падають на поверхню.

А що якщо замість створення високих наноструктур використовувати щось зовсім протилежне? саме така ідея прийшла в голову дослідникам зі школи технічних і прикладних наук (school of engineering and applied sciences, seas) гарвардського університету. І вони розробили метаповерхню, свого роду умовноплоску металінзу, здатну фокусувати падаюче на неї світло в одну точку за допомогою “сітки” дуже глибоких і дуже вузьких отворів в тілі цієї лінзи.

На поверхні дослідноїметалінзи було зроблено близько 12 мільйонів отворів. Ці отвори були просвердлені в силіконовій мембрані, товщиною 5 мікрометрів, при цьому, ширина кожного отвору становить кілька сотень нанометрів. Форматне співвідношення цих отворів, відношення їх висоти до товщини дорівнює майже 30 до 1. І даний випадок є першим в історії, коли елементи з подібним форматним співвідношенням були використані в області метаоптики.

“якби ми спробували зробити наностовпики з таким форматним співвідношенням, то вони всі потрапляли б, і метаповерхня не змогла б працювати належним чином” – пишуть дослідники, – ” створення отворів дозволяє отримати теоретично необмежене значення форматного співвідношення, не жертвуючи ні дещицею механічної надійності. І тепер на основі таких метаматеріалів ми можемо створювати великі лінзи, відкриваючи шлях оптичним пристроям наступних поколінь”.

Більше того, отвори в тілі металінз можуть бути заповнені матеріалами з нелінійними оптичними характеристиками і рідкими кристалами, що дозволить реалізувати технології активного управління і модуляції світла в дуже широкому діапазоні оптичного спектру.

А самі дослідні зразки” дірявих ” металінз були виготовлені на стандартному обладнанні і за допомогою стандартних технологій виробництва напівпровідникових приладів, що дозволить розгорнути масштабне виробництво нових оптичних пристроїв вже в самому найближчому майбутньому.

ключові слова: металінза, метаповерхня, структура, отвір, товщина, світло

першоджерело

інші новини по темі:

Створена металінза, здатна фокусувати всі кольори видимого спектру світла …

Створені ультратонкі плоскі лінзи, які підходять для високоякісної кольорн …

“метаповерхнева” оптика дозволить поліпшити якість камер смартфонів і …

Вченим вдалося перевернути світло” з ніг на голову ”