Das Bild zeigt ein Rasterelektronenmikroskopbild auf einem transparenten Substrat abgeschieden wird, Chalkogenidglas ausgelegt bilden. Diese Forscher Grafiken als ‚Super-Atome (meta-Atome)‘ bezeichnet werden, die den Verschleiß im infraroten bestimmen Materialbrechung
Nach Mai Musi Beratungsberichte, Massachusetts Institute of Technology (MIT) Forscher aus anderen Bereichen der gemeinsamen Zusammenarbeit entwickelte eine neue Methode, um die Infrarot-Bandspektrum des aufgenommenen Bildes verwendet wird, kann das Verfahren verwendet werden, einschließlich der thermischen Bebilderung, biomedizinische Sensor und Verschiedene Arten von Anwendungen einschließlich Freiraumkommunikation.
Im mittleren Infrarot (mid-IR) Wellenlängenbereich des elektromagnetischen Strahlungsspektrums ist besonders nützlich, Teile: es stellt Bildgebung im Dunkel, thermischen Verfolgungssignal, und empfindlichen viele Biomoleküle und chemische Signale, sondern das Frequenzband des optischen Systems zu erfassen. schwierig herzustellen, und Anwendung ihres Design ist nicht sehr professionell und edel. Derzeit, so die Forscher haben eine effiziente, großtechnische Produktion Methoden gefunden, die Lichtwellenbänder zu steuern und zu erfassen.
Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Communications, Forscher vom Massachusetts Institute of Technology Tian Gu und Juejun Hu, University of Massachusetts (Universität Massachusetts) Forscher Lowell und der Hualiang Zhang, China University of Electronic Science and Technology vom Massachusetts Institute of Technology veröffentlicht Die anderen 13 Forscher der East China Normal University schrieben gemeinsam.
Dieses neue Verfahren verwendet ein flaches synthetisches nanostrukturiertem Material der optischen Elemente, anstelle der herkömmlichen optischen Linse üblicherweise in dicken gebogenen Glaslinsen verwendet wurde. Diese können nanostrukturierte optischen Elemente auf der elektromagnetischen Antwort zur Verfügung gestellt werden, und unter Verwendung eines ähnlichen Computerchips Die Herstellungstechnologie, Gu sagte: "Diese Metasurface kann unter Verwendung von Standard-Mikrofabrikationstechniken hergestellt werden, und ihre Herstellung kann sich vergrößern."
Gu fügte hinzu: "Ultraschnelle Oberflächenoptiken haben im sichtbaren Bereich und im nahen Infrarotbereich eine ausgezeichnete Leistung gezeigt, aber im mittleren Infrarotbereich war diese Entwicklung eher langsam." Als das Forschungsteam mit der Studie begann, hatten sie die Möglichkeit dazu Diese Geräte sind sehr dünn geworden, die Frage ist: "Können wir diese Materialien noch effizienter und kostengünstiger machen?" Jetzt ist es ihnen gelungen!
Das neue Gerät verwendet eine Reihe von präzisen optischen Dünnschichtelementen, so genannte "Superatome" aus Chalkogenid-Legierungen, die einen sehr hohen Brechungsindex haben, um eine hohe Leistung zu erzielen, ultradünn Die Superatomstruktur: Diese "Superatome" sind auf einem IR-transparenten Fluorsubstrat abgeschieden und so gemustert, dass sie Buchstaben wie I oder H ähneln. Die Dicke dieser winzigen Strukturen wird gleichzeitig nur von Lichtwellen beobachtet. Ein Bruchteil von ihnen kann als eine Linse als Ganzes agieren.Zusätzlich können diese "Superatome" eine nahezu beliebige Wellenfrontoperation bereitstellen, die bei größeren natürlichen Materialien nicht erreichbar ist, und das Material ist dünn. Daher wird nur eine kleine Menge Material für die Herstellung benötigt. Gu sagte: "Dies unterscheidet sich wesentlich von dem traditionellen optischen System."
Gu erklärt weiter: "Der Prozess ermöglicht uns eine sehr einfache Präparationstechnik, bei der Material durch thermische Verdampfung auf dem Substrat abgeschieden wird." Das Team hat diesen hohen Durchsatz auf 6-Zoll-Wafern demonstriert, den Mikrobearbeitungsstandard Technologie und das Forschungsteam zeigten: "Wir studieren mehr Massenproduktion."
Gu fügte hinzu: "Diese Geräte können 80% des mittleren Infrarotlichts mit einer optischen Effizienz von bis zu 75% übertragen, was eine wesentliche Verbesserung gegenüber bestehenden Meta-Optiken im mittleren Infrarotbereich darstellt." Es ist auch leichter und dünner als herkömmliche infrarotoptische Materialien.Mit derselben Methode können Forscher willkürlich verschiedene Typen vonoptischen Vorrichtungen durch einfaches Ändern des Array-Modus erzeugen.Die Hauptvorrichtungen umfassen einfache Strahlablenkvorrichtungen, zylindrischoder kugelförmig Objektive sowie komplexe asphärische Linsen: Es wurde gezeigt, dass diese Objektive Mittelinfrarotlicht mit einem theoretischen Schärfemaximum, auch Beugungsgrenze genannt, fokussieren können.
Gu sagte, dass diese Technologien meta-optische Vorrichtungen erzeugt haben, die Licht auf komplexere Weise handhaben können als herkömmliche große transparente Materialien. Diese Vorrichtungen steuern auch die Polarisation und andere Eigenschaften.
Das mittlere Infrarotlicht hat in vielen Bereichen einen sehr wichtigen Platz: Forscher sagen, dass das mittlere Infrarotlicht die charakteristischen Spektralbänder der meisten Moleküle enthält und effektiv in die Atmosphäre eindringen kann, also für die Umweltüberwachung, militärische und industrielle Anwendungen usw. Schlüsselfaktoren für den Nachweis verschiedener Substanzen auf dem Gebiet: Aufgrund der meisten gängigen optischen Materialien, die im sichtbaren oder nahen Infrarotbereich verwendet werden, ist das Licht im mittleren Infrarotbereich vollständig undurchsichtig, so dass die Herstellung von Sensoren im mittleren Infrarotbereich kompliziert und teuer ist Dieser neue Ansatz wird neue potenzielle Anwendungen mit sich bringen, darunter Verbrauchersensoren oder bildgebende Produkte.
Die Studie wurde gemeinsam vom Projekt "Extreme Optics and Imaging" des US-Verteidigungsministeriums (DARPA) und der National Natural Science Foundation of China finanziert.
