NYHED / FORSKNING

Optiska metaytor.

Flade & justerbare "metalinser" nu et skridt nærmere virkelighed

Forskere ved Linköpings universitet har udviklet optiske metaflader i ledende plast, der kan anvendes i sensorer, biomedicinsk billeddannelse, videohologrammer og i sidste ende også kameraer.

I en artikel fra 2016 kunne Kamera & Bild rapportere om en forskergruppe på Hardvards universitet, der lykkedes med at udvikle en ny type flad linse - en linse, der skulle konkurrere med traditionelle linser. På konceptmessen Canon Expo 2023 i Japan viste Canon også en prototype på flade linser med nanopiller.  

Dongqing Lin och Magnus Jonsson, Linköpings universitet.

Designet med flade linser er dog ikke helt enkelt. De tests, der er udført med metalinser skabt i blandt andet titandioxid og såkaldte nano-finner, åbner op for høj præcision men vanskelig fokusering efterfølgende. Men nu meddeler Linköpings universitet, at den forskergruppe, der i 2019 begyndte at bruge plast - altså polymerer - for dynamisk at kunne ændre fokuspunktet på de såkaldte metaytor, der skabes i metalinsen. 

Nu meddeler forskergruppen med hovedforfatteren til artiklen, Dongqing Lin og Magnus Jonsson, professor i anvendt fysik ved Linköpings universitet, i en artikel offentliggjort i Nature Communications, at de har formået at forbedre ydeevnen i deres flade linser op til ti gange ved at styre afstanden mellem antennerne, der skaber selve metaytan - og har formået at skabe en resonans, hvor antennerne hjælper hinanden og forstærker lysinteraktionen. 

Fænomenet kaldes "collective lattice resonance" og gør, at metayder af ledende polymerer kan opnå tilstrækkelig ydeevne til at fungere godt med lyset. Forskerne har formået at regulere disse for det infrarøde lys, men endnu ikke for synligt lys - hvilket også bliver det næste problem at løse.

Här en illustration av den ultratunna metalinsen. Linsen består av nanofenor på ett glassubstrat, och fokuserar det inkommande ljuset på en och samma punkt.

I laboratorietests fra 2016 og virksomheden "Metalenz" var metalinserne 30 procent skarpere end et forskningsmikroskop, hvilket er imponerende skarpt med tanke på både størrelse og produktionsomkostninger. Dengang vidste man ikke, hvordan muligheden for masseproduktion så ud, selvom man troede, det ville være relativt enkelt at løse. I 2018 havde man løst alle problemer, og næste skridt var at reducere linse størrelsen.

Teknologien fungerer ved at kontrollere hastigheden for forskellige bølgelængder (farver) ved hjælp af en slags labyrint for de forskellige farver. Gennem såkaldte nano-finner i titandioxid kan farverne justeres separat, og dermed kan den kromatiske aberration modvirkes. Lyset kan derefter fokuseres med en præcision mindre end lysets bølgelængde, hvilket åbner op for højere opløsning.