L'image montre une image au microscope électronique à balayage montrant déposée sur un substrat transparent, formant un verre de chalcogénure conçu. Ces chercheurs graphiques sont appelés « super-atomes (méta-atomes) », qui déterminent l'usure dans l'infrarouge Réfraction matérielle
Selon les rapports de consultation Mai Musi, Massachusetts Institute of Technology (MIT) des chercheurs d'autres domaines de coopération mis au point une nouvelle méthode commune en utilisant le spectre de la bande infrarouge de l'image capturée, la méthode peut être utilisée, y compris l'imagerie thermique, détection biomédicale et Différents types d'applications, y compris la communication en espace libre.
bande de longueur d'onde du spectre de rayonnement électromagnétique infrarouge moyen (mid-IR) est particulièrement parties utiles: il fournit des images dans l'obscurité, le signal de suivi de piste thermique, et sensible pour détecter de nombreuses biomolécules et des signaux chimiques, mais la bande de fréquence du système optique. difficile à fabriquer, et l'application de leur conception n'est pas très professionnel et noble. à l'heure actuelle, les chercheurs ont trouvé un moyen efficace, de grandes méthodes de production à grande échelle pour contrôler et détecter les bandes d'ondes lumineuses.
Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications, les chercheurs de l'Institut de technologie du Massachusetts Tian Gu et Juejun Hu, Université du Massachusetts (Université du Massachusetts) chercheur Lowell et Hualiang Zhang, Chine Université de science et de technologie de l'Institut de technologie du Massachusetts Les 13 autres chercheurs de l'East China Normal University ont écrit conjointement.
Ce nouveau procédé utilise un matériau nanostructuré synthétique plat des éléments optiques, au lieu de la lentille optique classique couramment utilisé dans les lentilles de verre courbes d'épaisseur. Ces éléments optiques nanostructurés peuvent être fournis sur la réponse électromagnétique, et en utilisant une puce d'ordinateur similaire . Gu ladite technologie de fabrication: « métamatériau surface (de metasurface) peut être fabriqué en utilisant des techniques classiques de micro-usinage, et une échelle de fabrication peut être prolongée. »
Gu a ajouté: «Dans le visible et le proche infrarouge, l'optique de surface ultra-matérielle a montré d'excellentes performances, mais dans le moyen infrarouge, ce développement a été plutôt lent.» Lorsque l'équipe de recherche a commencé l'étude, ils ont pu Ces appareils sont devenus très fins, la question est: «Pouvons-nous encore rendre ces matériaux plus efficaces et moins chers?» Maintenant qu'ils ont réussi!
Le nouveau dispositif utilise un ensemble d'éléments optiques à couches minces de forme précise appelés «superatomes» en alliages de chalcogénure, qui ont un indice de réfraction très élevé pour produire de hautes performances, ultra-minces La structure super-atome Ces «super-atomes» sont déposés sur un substrat de fluor transparent IR et dessinés pour ressembler à des lettres telles que I ou H. En même temps, l'épaisseur de ces minuscules structures n'est que des ondes lumineuses observées. Une fraction d'entre eux, ils peuvent agir comme une lentille dans son ensemble.En outre, ces «superatomes» peuvent fournir un fonctionnement de front d'onde presque arbitraire, ce qui n'est pas réalisable sur des matériaux plus grands et naturels, alors que le matériau est très mince. Par conséquent, seulement une petite quantité de matériel est nécessaire pour la fabrication Gu a dit: «Ceci est essentiellement différent du système optique traditionnel.
Gu continue à expliquer: «Le procédé nous permet d'utiliser une technique de préparation très simple, à savoir déposer du matériau sur le substrat par évaporation thermique.» L'équipe a démontré ce haut débit sur des plaquettes de 6 pouces, standard de micro-usinage. Technologie, et l'équipe de recherche a montré: «Nous étudions plus de production de masse."
Gu a ajouté: «Ces appareils peuvent transmettre jusqu'à 80% de la lumière infrarouge moyenne avec une efficacité optique jusqu'à 75%, ce qui représente une amélioration significative par rapport aux méta-optiques mid-IR existantes. Il est également plus léger et plus fin que les matériaux optiques infrarouges traditionnels et permet de créer arbitrairement différents types de dispositifs optiques en changeant le mode de la matrice, notamment les déflecteurs simples, cylindriques ou sphériques. Lentilles, ainsi que des lentilles asphériques complexes Ces lentilles ont montré qu'elles pouvaient focaliser la lumière infrarouge moyenne avec un maximum de netteté théorique, également connu sous le nom de limite de diffraction.
Gu a déclaré que ces technologies ont créé des dispositifs méta-optiques qui peuvent manipuler la lumière de manière plus complexe que les matériaux transparents classiques de grande taille, et que ces dispositifs peuvent également contrôler la polarisation et d'autres caractéristiques.
La lumière infrarouge moyenne occupe une position très importante dans de nombreux domaines: les chercheurs disent que la lumière infrarouge moyenne contient les bandes spectrales caractéristiques de la plupart des molécules et peut pénétrer efficacement dans l'atmosphère, donc pour la surveillance environnementale, militaire et industrielle, etc. Facteurs clés dans la détection de diverses substances sur le terrain En raison de la plupart des matériaux optiques utilisés dans les bandes visibles ou proches infrarouge, la lumière dans la bande infrarouge intermédiaire est complètement opaque, la production de capteurs infrarouges moyens est donc compliquée et coûteuse. Cette nouvelle approche apportera de nouvelles applications potentielles, y compris des produits de détection de consommation ou d'imagerie.
L'étude a été financée conjointement par l'Extreme Optics and Imaging Project de l'Agence américaine pour les projets de recherche avancée (DARPA) et la National Natural Science Foundation de Chine.
