Сверхплоская плоская линза, встроенная в сканер MEMS с изображениями SEM слева и изображениями с оптической микроскопией справа Интеграция супер объектива на MEMS-устройстве поможет интегрировать высокоскоростное динамическое управление и прецизионные волны Преимущества управления передним пространством, чтобы создать новую модель управления освещением
В настоящее время технология линз добилась больших успехов во всех областях: от цифровых камер до оптических волокон с высокой пропускной способностью, а затем до LIGO гравитационной волновой обсерватории лазерного интерферометра оборудование И т. Д. Теперь новая технология линз была разработана с использованием стандартных технологий изготовления компьютерных чипов или многослойной структуры и геометрии, которая заменит традиционную изогнутую сложность линзы.
В отличие от традиционных изогнутых линз плоские линзы, основанные на сверхповерхностных оптических наноматериалах, относительно легче. Когда сверхповерхностные субволновые наноструктуры образуют некоторую повторяющуюся картину, они могут имитировать сложную кривизну, которая может преломлять свет, но с меньшими объемами , Более концентрированный свет, уменьшая искажения, но большинство из этих наноструктурированных устройств являются статичными, ограниченными функциональными возможностями.
Согласно докладу Maxs Consulting, пионером технологии супер линз Федерико Капассо, прикладным физиком из Гарвардского университета в США, и Дэниэлом Лопесом, ранним разработчиком технологии MEMS в Аргоннской национальной лаборатории наноматериалов и устройств в Аргоннской национальной лаборатории, оба из которых Некоторые мозговые штурмы добавили возможности управления движением к супер-объективам, таким как быстрое сканирование и управление лучом, или новые приложения с суперлинзой.
Капассо и Лопес совместно разработали устройство, которое включает в себя средние ИК-сверхпроводящие линзы на MEMS и опубликовало результаты в журнале APL Photonics на этой неделе.
MEMS - это комбинация микроэлектронной и микромашинной полупроводниковой технологии, обнаруженной в компьютерах и смартфонах, включая механические микроструктуры, такие как датчики, приводы и микропереключатели. MEMS теперь почти повсеместно: от смартфонов до автомобильных подушек безопасности , Биосенсорные устройства и оптику и т. Д. MEMS может быть изготовлен с использованием полупроводниковых технологий, обнаруженных в типичных компьютерных микросхемах.
Лопес сказал: «Высокая плотность тысяч индивидуально контролируемых объективов MEMS на одном кремниевом чипе обеспечивает беспрецедентное управление светом и работу в области оптики».
Исследователи изготовили эту сверхповерхностную линзу, используя стандартную фотолитографию на изоляторе-на-кремнии СОИ (2-микронный верхний слой устройства, 200-нм скрытый оксид и слой подложки 600 микрон) Центральный сканер MEMS (по существу, микропрозрачный, который отклоняет свет для высокоскоростной оптической длины пути) выравнивается, фиксируется путем осаждения крошечных платиновых пластин и, наконец, плоская линза устанавливается на сканер MEMS.
«Наш прототип MEMS со встроенной поверхностной линзой может управляться электронным способом, чтобы изменить угол поворота плоской линзы и выполнить сканирование фокусировки на несколько градусов, - сказал Лопес. - Кроме того, этот MEMS с ультра-поверхностной плоской линзой Продукты, разработанные с помощью сканера, также могут быть расширены до видимых и других спектральных диапазонов для широкого круга потенциальных применений, таких как микроскопия на основе MEMS, голографическая и проекционная визуализация, сканеры LiDAR и лазерная печать.
Согласно электростатическому приведению, платформа MEMS управляет движением объектива в обеих ортогональных осях и фокусирует плоскую линзу примерно на 9 градусов в каждом направлении, считают исследователи, которые оценивают эффективность фокусировки около 85%.
"Это может быть использовано в полупроводниковой технологии будущего супер-объектив для реализации массового производства, или заменить обычный объектив широкий спектр применения, добавил Capasso.
