L'immagine mostra un'immagine del microscopio elettronico a scansione che mostra un vetro calcogenuro accuratamente progettato depositato su un substrato trasparente, che i ricercatori chiamano "meta-atomi" e determinano la penetrazione della luce nel medio infrarosso. Rifrazione del materiale
Secondo il rapporto di consulenza di Memes, il MIT e altri ricercatori della regione hanno sviluppato congiuntamente un nuovo metodo per catturare immagini utilizzando lo spettro del medio infrarosso, che può essere applicato per includere l'imaging termico, il rilevamento biomedico e Vari tipi di applicazioni, inclusa la comunicazione spaziale libera.
La radiazione elettromagnetica nella banda medio-IR è una parte particolarmente utile dello spettro: fornisce immagini al buio, traccia segnali termici e può rilevare sensibilmente molti segnali biologici e chimici, ma il sistema ottico di questa banda di frequenza difficili da fabbricare, e l'applicazione della loro progettazione non è molto professionale e nobile. Allo stato attuale, i ricercatori hanno detto, hanno trovato un efficiente, grandi metodi di produzione scala per controllare e rilevare le bande d'onda della luce.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications, i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology Tian Gu e Juejun Hu, University of Massachusetts (University of Massachusetts) ricercatore Lowell e il Hualiang Zhang, Cina Università di Scienza e Tecnologia Elettronica presso il Massachusetts Institute of Technology Gli altri 13 ricercatori della East China Normal University hanno scritto congiuntamente.
Questo nuovo metodo usa un materiale piatto nanostrutturato sintetico degli elementi ottici, al posto della lente ottica tradizionale comunemente usato in spesse lenti in vetro curvato. Questi elementi ottici nanostrutturati possono essere previsti sul risposta elettromagnetica, e utilizzando un chip simile La tecnologia di produzione, Gu ha detto: "Questa metasurface può essere prodotta usando tecniche di microfabbricazione standard e la sua fabbricazione può scalare".
Gu ha aggiunto: "Nel visibile e vicino infrarosso, l'ottica di superficie ultra-materiale ha mostrato prestazioni eccellenti, ma nel medio infrarosso, questo sviluppo è stato piuttosto lento." Quando il gruppo di ricerca ha iniziato lo studio, hanno avuto la capacità di Questi dispositivi sono diventati molto sottili. La domanda è: "Possiamo ancora rendere questi materiali più efficienti e meno costosi?" Ora che ci sono riusciti!
Il nuovo dispositivo utilizza un set di elementi ottici a film sottile di forma precisa chiamati "superatomi" fatti di leghe di calcogenuro, che hanno un indice di rifrazione molto alto per produrre alte prestazioni, ultrasottili La struttura del super-atomo Questi "super-atomi" sono depositati su un substrato di fluoro trasparente all'IR e modellati in modo da somigliare a lettere come I o H. Allo stesso tempo, lo spessore di queste strutture minuscole viene osservato solo dalle onde luminose. Una frazione di essi, possono agire come una lente nel suo insieme. Inoltre, questi "superatomi" possono fornire operazioni di fronte d'onda quasi arbitrarie, che non sono realizzabili su materiali più grandi e naturali, mentre il materiale è molto sottile. Pertanto, per la produzione è richiesta solo una piccola quantità di materiale: Gu ha detto: "Questo è sostanzialmente diverso dal tradizionale sistema ottico".
Gu continua a spiegare: "Il processo ci consente di utilizzare una tecnica di preparazione molto semplice che deposita il materiale sul substrato mediante evaporazione termica." Il team ha dimostrato questo elevato rendimento su wafer da 6 pollici, standard di microlavorazione La tecnologia e il team di ricerca hanno mostrato: "Stiamo studiando più produzione di massa".
Gu ha aggiunto: "Questi dispositivi possono trasmettere l'80% della luce nel medio infrarosso con un'efficienza ottica fino al 75%, il che rappresenta un miglioramento significativo rispetto alle meta-ottiche mid-IR esistenti". di materiale ottico infrarosso convenzionale leggero, più sottile, i ricercatori utilizzano lo stesso metodo, solo cambiando la modalità della matrice, può essere arbitrariamente costituito diversi tipi di dispositivi ottici, compresi un semplice dispositivo fascio principale deflettore, cilindrico o sferico Lenti, nonché lenti asferiche complesse Queste lenti hanno dimostrato di essere in grado di mettere a fuoco la luce del medio infrarosso con un massimo teorico di nitidezza, noto anche come limite di diffrazione.
Gu ha detto che queste tecnologie hanno creato dispositivi meta-ottici in grado di manipolare la luce in modi più complessi rispetto ai materiali trasparenti di grandi dimensioni tradizionali e che questi dispositivi possono anche controllare la polarizzazione e altre caratteristiche.
luce medio infrarosso in molti campi hanno un ruolo molto importante. I ricercatori hanno detto che la luce infrarossa contiene le caratteristiche spettrali con la stragrande maggioranza delle molecole, e in grado di penetrare efficacemente l'atmosfera, quindi è il monitoraggio ambientale, militari e applicazioni industriali il fattore chiave nella tecnica per rilevare varie sostanze. Poiché la maggior parte ordinaria luce visibile o materiale ottico vicino infrarosso utilizzate in funzione della regione infrarossa è completamente opaca al sensore a infrarossi nella produzione complicato e costoso. Pertanto, questo Questo nuovo approccio introdurrà nuove potenziali applicazioni, compresi i prodotti di rilevamento dei consumatori o di imaging.
Lo studio è stato finanziato congiuntamente dal Progetto di ricerca avanzata di progetti di ricerca avanzata dell'Agenzia del Dipartimento della Difesa (DARPA) e dalla National Natural Science Foundation of China.
