Новый тип металлических линз может заменить обычные преломляющие линзы

• Исследователи придумали металентаны нового поколения, состоящие из металлических наночастиц и полимера.
• Он может заменить обычные преломляющие линзы для создания оптоэлектронных устройств и портативных систем визуализации.

Крошечные оптические элементы используются во множестве инструментов для визуализации, от широкоугольных камер до многофункциональных эндоскопов. Metalenses - одна из развивающихся платформ для таких компактных оптических элементов.

Однако металлы ограничены своими свойствами и сложным и дорогостоящим производством. Они не могут легко отображать трехмерные объекты или настраивать точки фокусировки без физического движения.

Поскольку строительные блоки из металензий сделаны из твердых материалов, они не могут изменить форму после изготовления. В любых системах материалов очень сложно настроить элементы наноразмерного размера по запросу для достижения регулируемой фокусировки в металинах.

Вот почему исследователи из Северо-Западного университета разработали металентаны нового поколения, состоящие из металлических наночастиц и полимера, которые могут заменить обычные преломляющие линзы для создания оптоэлектронных устройств и портативных систем визуализации.

Из чего сделаны Metalens?

Универсальная платформа визуализации, разработанная в этом исследовании, основана на полностью реконфигурируемых металлах, состоящих из наночастиц серебра. Он может переходить от одной фокусной линзы к многофокусной линзе в течение каждого сеанса визуализации, формируя два или более изображений в заданном программируемом трехмерном местоположении.

Ссылка:ACS Nano | doi:10.1021 / acsnano.9b00651 | Северо-Западный университет

Чтобы сделать эти линзы, исследователи использовали массив цилиндрических наночастиц серебра и лист полимера, размещенный в виде блоков поверх металлического массива. Можно легко управлять расположением этих блоков, заставляя массив наночастиц направлять свет в любую целевую точку (точки) фокуса без изменения структуры наночастиц.

Решеточные резонансы позволили реконфигурируемые металинии для визуализации | Предоставлено исследователями

На приведенном выше рисунке показана архитектура металины, основанная на двух видах фазовых элементов, образующих квадратную решетку:наночастицы серебра, открытые на воздухе, и идентичные наночастицы, покрытые тонким диэлектрическим блоком.

Исследователи использовали алгоритм эволюции решетки для разработки резонансных металензий поверхностной решетки для целевых фокусов путем настройки расположения двух строительных блоков с помощью данных электрического поля, измеренных с помощью моделирования во временной области с конечной разностью. На рисунке b показано, что металену можно перестроить с помощью наноразмерного тиснения с помощью растворителя (SANE).

Читайте:новый микроскоп делает возможным визуализацию магнетизма

Этот гибкий метод позволяет производителям изготавливать многочисленные линзы за один этап стирания и записи, не ухудшая их характеристик после нескольких циклов стирания-записи. Он также может реструктурировать ранее сформированный полимер в другой целевой узор с помощью масок из мягкого эластомера.