МЕТАПОВЕРХНОСТЬ - РАБОТА СО СВЕТОМ
showimage_260.jpg
В результате сотрудничества Лаборатории реактивного движения НАСА с Калифорнийским технологическим институтом были разработаны инновационные плоские оптические линзы. С помощью обычных оптических устройств трудно или даже невозможно управлять светом так, как могут эти оптические компоненты. Потенциальными сферами их применения будут дисплеи, датчики и камеры, а массовое производство может использовать те же технологии, что и для изготовления компьютерных микрочипов.

Новые линзы сделаны из кремниевых наностолбиков с заданным сотовым шаблоном, чтобы получить "мета-поверхность", которая может контролировать путь и свойства проходящих световых волн.

«В настоящее время, компоненты оптических систем изготавливают по одному, и зачастую их собирают вручную, – говорит Андрей Фараон (Andrei Faraon), доцент прикладной физики и материаловедения Калифорнийского технологического института. – Но эта технология весьма сходна с той, которую применяют для печати полупроводниковых чипов на кремниевых пластинах, поэтому, по всей видимости, станет возможным быстрое производство миллионов таких систем, как микроскопы или камеры».

Мета-поверхности напоминают вырубленный лес, где остались одни пни. Каждый кремниевый пенёк, или столбик, имеет эллиптическое поперечное сечение и, варьируя диаметр каждого столбика и вращая их вокруг оси, учёные смогли одновременно управлять фазой и поляризацией проходящего света. Фазирование определяет разделение пиков световых волн, а в фазе друг с другом волны объединяются в одну, более мощную.

Манипулируя фазой, можно влиять на угол отклонения светового луча, что, в свою очередь, влияет на фокусирование изображения. Волны естественного солнечного света излучаются во всех направлениях, а поляризация отправляет определённые световые волны в заданном направлении.

Изменение поляризации света существенно важно для современных камер и дисплеев. Контроль поляризации позволяет также создавать такие простые гаджеты, как очки для 3D или солнцезащитные поляризационные. При необходимости эти плоские линзы могут быть использованы для изменения геометрии направления луча. А значит, мета-поверхность в оптических компонентах заменит дорогие системы оптики, предназначенные для распространения световых лучей. Что нам сулит малый размер этих устройств? Ещё более компактные системы!
 
Объём оптических систем от фотоаппаратов до телескопов, это в большой степени объём объектива – десятки и сотни линз. Они компенсируют недостатки друг друга. А метаповерхность занимает плоскость толщиной всего в несколько десятков нанометров. Вместо объёмистого объектива появится метаплёнка, которая может адаптивно менять свои свойства. А в следующем слое она будет иметь свойства матрицы для оцифровки и записи изображения в память. Таковы перспективы сверхтонких оптических устройств – в первую очередь объективов.

 
< Пред.   След. >

inavate-twitter_50.jpg twitter_50.jpg facebook_50_2.jpg

   
 

Advertisement
Advertisement
64132-001_pls_banner_versand_120x240_ru.gif
Яндекс.Метрика