Kodėl metalensai netrukus pakeis lustų gamybą

SEM vaizdas (žiūrėjimo kampas pakreiptas 30°) „U“ formos sufokusuoto metalo Metalens su dirbtiniu fokusavimo raštu

Vienas iš nuostabiausių naujų mikroįrenginių horizonte yra metalenai. Šis tradicinio pastilės formos lęšio pertvarkymas yra plona silicio dioksido plokštė, kurios paviršiuje išraižytas mažyčių griovių raštas. Tranšėjos yra maždaug tokio pat dydžio kaip šviesos bangos ilgis ir įtakoja fotonų praėjimą per plokštę, sukeldamos juos į židinį.

Tai paverčia šias plokštes plokščiais lęšiais. Tačiau tikroji nauda yra ta, kad juos galima iškirpti ant įprastų silicio drožlių ir taip pagaminti pagal tas pačias gamybos linijas.

Tai didelis žingsnis. Iki šiol lęšiai visada buvo gaminami atskirai, o vėliau surenkami į optinius komponentus. Naudojant metalensus, tokius įrenginius kaip išmaniųjų telefonų kameros būtų galima pagaminti daug paprasčiau ir pigiau. „Metalenses“ netgi gali leisti sukurti visiškai naujus optinių komponentų, pvz., optinių lustų, dizainus.

Dabar Mao Ye ir kolegos iš Mičigano universiteto pristato dar vieną triuką: metalensų rinkinį, kuris fokusuoja šviesą į konkretų modelį, o ne į tašką. Tai turi įtakos drožlių gamintojams, kurie naudoja šviesą, kad išraižytų konkrečius raštus ant silicio plokštės paviršiaus.

Naujoji technika iš esmės nesudėtinga. Idėja yra ta, kad tam tikras tranšėjų modelis atneša šviesą į konkretų židinio tašką. Tačiau mokslininkai prideda kitą modelį su šiek tiek kitokiu židinio tašku, kuris sutampa su pirmuoju. Taip sukuriama židinio linija.

Pridėjus daugiau raštų su skirtingais persidengiančiais židinio taškais, gaunamas raštas tampa sudėtingesnis. Iš esmės galima sukurti bet kokį židinio modelį.

Jūs ir bendrai demonstruojate šią techniką kurdami metalines medžiagas, kurių židinio raštas yra U ir M formos. Šis principo įrodymas parodo, kaip linijas ir kreives galima derinti, kad būtų sukurti sudėtingesni raštai. Mes pasiūlėme ir pademonstravome naują metodą, kaip sukurti metalines medžiagas, kurios fokusuoja šviesą į dirbtinai sukurtą raštą, o ne į tašką, sako jie.

Ši technika yra plačiai pritaikyta, įskaitant pluošto formavimą: pavyzdžiui, pjovimui lazeriu, atkaitinimui ir selektyviam kristalizavimui. Tačiau būtent lustų gamyboje ši technika yra perspektyviausia. Dėl didelio energijos tankio, kuris sutelkiamas į raštą, tokio tipo metalenai gali būti pritaikyti naujos kartos nanolitografijai su tiksliniu raštu, įspaustu ant objektyvo, tarkime, Ye ir kt.

Dar laukia patobulinimai. Ye ir bendradarbių sukurti metalai veikia vienu bangos ilgiu – šiuo atveju raudona šviesa, kurios bangos ilgis yra 685 nanometrai.

Tačiau kitos grupės sukūrė metalensus, kurie fokusuoja šviesą įvairiais bangos ilgiais. Taikant tuos pačius metodus čia turėtų būti gaunami metalai su židinio modeliais, kurie veikia keliems bangos ilgiams.

Tai įdomus darbas, parodantis, kaip metalensai turės didelį poveikį ateinančiais mėnesiais ir metais.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1906.10681 : Metalens su dirbtiniu fokusavimo raštu

paslėpti