ภาพแสดงภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแสดงการวางลงบนพื้นผิวโปร่งใสขึ้นรูปแก้ว chalcogenide ออกแบบ. นักวิจัยเหล่านี้กราฟิกจะเรียกว่า 'อะตอมซุปเปอร์ (meta-อะตอม) ซึ่งตรวจสอบการสึกหรอในอินฟราเรด การหักเหของวัสดุ
ตามรายงานการให้คำปรึกษาเชียงใหม่ Musi, Massachusetts Institute of Technology (MIT) นักวิจัยจากพื้นที่อื่น ๆ ของการร่วมทุนร่วมการพัฒนาวิธีการใหม่โดยใช้คลื่นความถี่วงอินฟราเรดของภาพที่จับวิธีการที่สามารถนำมาใช้รวมถึงการถ่ายภาพความร้อน, การตรวจจับและชีวการแพทย์ แอพพลิเคชันหลากหลายประเภทรวมทั้งการสื่อสารในอวกาศฟรี
กลางอินฟราเรด (IR กลาง) วงความยาวคลื่นของสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นชิ้นส่วนที่มีประโยชน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันให้ภาพที่อยู่ในที่มืดสัญญาณติดตามความร้อนและมีความสำคัญในการตรวจสอบสารชีวโมเลกุลจำนวนมากและสัญญาณทางเคมี แต่ความถี่ของระบบออปติคอล ยากที่จะผลิตและการประยุกต์ใช้ในการออกแบบของพวกเขาไม่ได้เป็นอย่างมืออาชีพและมีเกียรติ. ในปัจจุบันนักวิจัยกล่าวว่าได้พบที่มีประสิทธิภาพวิธีการผลิตขนาดใหญ่ในการควบคุมและตรวจสอบวงคลื่นแสง
ผลที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature สื่อสารนักวิจัยจาก Massachusetts Institute of Technology Tian Gu และ Juejun Hu มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซต (มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซต) นักวิจัยโลเวลล์และ Hualiang จางจีนมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์จาก Massachusetts Institute of Technology นักวิจัยอื่น ๆ อีก 13 คนที่มหาวิทยาลัย East China Normal ได้ร่วมกันเขียน
วิธีการใหม่นี้ใช้วัสดุอิเล็กทรอนิคส์แบนสังเคราะห์ขององค์ประกอบแสงแทนเลนส์แบบดั้งเดิมที่ใช้กันทั่วไปในหนาเลนส์กระจกโค้ง. องค์ประกอบแสงอิเล็กทรอนิคส์เหล่านี้สามารถให้บริการในการตอบสนองแม่เหล็กไฟฟ้าและการใช้ชิปคอมพิวเตอร์ที่คล้ายกัน เทคโนโลยีการผลิต Gu กล่าวว่า 'metasurface นี้สามารถผลิตได้โดยใช้เทคนิคการทำ microfabrication มาตรฐานและการผลิตสามารถปรับขึ้น'
แต่ในช่วงกลางอินฟราเรดการพัฒนานี้ค่อนข้างจะช้า "เมื่อทีมวิจัยเริ่มต้นการศึกษาพวกเขามีความสามารถในการใช้งานได้ อุปกรณ์เหล่านี้มีความบางมากคำถามคือ: "เรายังคงทำวัสดุเหล่านี้ให้มีประสิทธิภาพและราคาไม่แพงกว่านี้หรือไม่" ตอนนี้พวกเขาประสบความสำเร็จแล้ว!
อุปกรณ์ใหม่นี้ใช้ชุดขององค์ประกอบทางแสงแบบฟิล์มบางที่มีรูปร่างแม่นยำซึ่งเรียกว่า 'superatoms' ซึ่งทำจากโลหะผสม chalcogenide ซึ่งมีดัชนีหักเหสูงมากเพื่อให้ได้สมรรถนะที่มีประสิทธิภาพสูงและบางเฉียบ โครงสร้างอะตอมของอะตอมซุปเปอร์อะตอมเหล่านี้ถูกวางลงบนพื้นผิวฟลูออรีนที่โปร่งใสของ IR และมีลวดลายคล้ายตัวอักษรเช่น I หรือ H. ในขณะเดียวกันความหนาของโครงสร้างขนาดเล็กเหล่านี้จะสังเกตได้เฉพาะคลื่นแสงเท่านั้น เศษของพวกเขาสามารถทำหน้าที่เป็นเลนส์โดยรวมนอกจากนี้ superatoms เหล่านี้สามารถให้การดำเนินงาน wavefront เกือบ arbitrary ซึ่งไม่สามารถทำได้ในขนาดใหญ่วัสดุธรรมชาติในขณะที่วัสดุมีความบางมาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้วัสดุเพียงเล็กน้อยในการผลิต Gu กล่าวว่า "สิ่งนี้แตกต่างจากระบบออปติคอลทั่วไป"
Gu ยังอธิบายต่อไปว่ากระบวนการนี้ช่วยให้เราสามารถใช้เทคนิคการเตรียมที่ง่ายมาก ๆ เช่นการวางวัสดุบนพื้นผิวด้วยการระเหยความร้อนทีมงานได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการผลิตแผ่นฟิล์มขนาดสูง 6 นิ้วมาตรฐานไมโครโบรเคด เทคโนโลยีและทีมวิจัยพบว่า: "เรากำลังศึกษาการผลิตจำนวนมากขึ้น
Gu เพิ่ม: อุปกรณ์เหล่านี้สามารถส่งแสงแสงอินฟราเรดขนาดกลางได้ถึง 80% โดยมีประสิทธิภาพทางแสงสูงถึง 75% ซึ่งเป็นผลดีอย่างมากจากกล้อง meta-optics ในช่วงกลางยุคกลาง กว่าวัสดุแสงอินฟราเรดธรรมดาเบาทินเนอร์นักวิจัยใช้วิธีการเดียวกันเท่านั้นโดยการเปลี่ยนโหมดของอาร์เรย์ก็สามารถผลิตได้โดยพลการที่แตกต่างกันของอุปกรณ์แสงรวมทั้งอุปกรณ์ง่ายๆคานหลักดันทรงกระบอกหรือทรงกลม เลนส์และเลนส์ทรงกลมที่ซับซ้อน. เลนส์เหล่านี้ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นความคมชัดสูงสุดทางทฤษฎีของการมุ่งเน้นในอินฟราเรดนั่นคือสิ่งที่เรียกว่าขีด จำกัด ของการเลี้ยวเบน
gu, เทคนิคเหล่านี้สร้างอุปกรณ์ซุปเปอร์ออปติคอล (อุปกรณ์ metaoptical) เมื่อเทียบกับวัสดุโปร่งใสอุปกรณ์เช่นการชุมนุมขนาดใหญ่สามารถจัดการได้ในที่มีแสงที่ซับซ้อนมากขึ้นอุปกรณ์เหล่านี้สามารถควบคุมการโพลาไรซ์และลักษณะอื่น ๆ
แสงอินฟราเรดกลางในหลายสาขามีบทบาทสำคัญมาก. นักวิจัยบอกว่าแสงอินฟราเรดที่มีคุณสมบัติสเปกตรัมกับส่วนใหญ่ของโมเลกุลและมีประสิทธิภาพสามารถทะลุชั้นบรรยากาศจึงเป็นสิ่งที่ตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมทางทหารและการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม ปัจจัยสำคัญในงานศิลปะในการตรวจสอบสารต่างๆ. ตั้งแต่สามัญที่สุดแสงที่มองเห็นหรือวัสดุแสงอินฟราเรดใกล้ที่ใช้ในแง่ของภูมิภาคอินฟาเรดจะสมบูรณ์ทึบเซ็นเซอร์อินฟราเรดในการผลิตที่มีความซับซ้อนและมีราคาแพง. ดังนั้นนี้ วิธีการใหม่นี้จะนำเสนอแอพพลิเคชันที่มีศักยภาพใหม่ ๆ รวมถึงการตรวจจับผู้บริโภคหรือผลิตภัณฑ์การถ่ายภาพ
การศึกษาครั้งนี้ได้รับทุนสนับสนุนจากโครงการวิจัยและการถ่ายภาพและการถ่ายภาพที่ยิ่งใหญ่ของกระทรวงกลาโหมของสหรัฐ (DARPA) และมูลนิธิวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติของประเทศจีน
