NYHET / FORSKNING

Optiska metaytor.

Flate & justerbare "metalinser" nå et steg nærmere virkelighet

Forskere ved Linköpings universitet har utviklet optiske metayter i ledende plast som kan brukes i sensorer, biomedisinsk avbildning, videohologram og til slutt også kameraer.

I en artikkel fra 2016 kunne Kamera & Bild rapportere om en forskergruppe ved Hardvards universitet som hadde klart å utvikle en ny type flat linse - en linse som skulle konkurrere med tradisjonelle linser. På konseptmessen Canon Expo 2023 i Japan viste også Canon frem en prototype på flate linser med nanopilar.  

Dongqing Lin och Magnus Jonsson, Linköpings universitet.

Designen med flate linser er derimot ikke helt enkel. Testene som er gjort med metallinser laget i blant annet titandioksid og såkalte nano-finner, åpner for høy nøyaktighet men vanskelig fokusering i etterkant. Men nå melder Linköpings universitet at forskergruppen som i 2019 begynte å bruke plast - altså polymerer - for å dynamisk kunne endre fokuspunkt på de såkalte metaytene som skapes i metallinsen. 

Nå melder forskergruppen med hovedforfatteren til artikkelen, Dongqing Lin og Magnus Jonsson, professor i anvendt fysikk ved Linköpings universitet, i en artikkel publisert i Nature Communications at de har klart å forbedre ytelsen i sine flate linser opptil ti ganger, ved å styre avstanden mellom antennene som skaper selve metayten - og har klart å skape en resonans der antennene hjelper hverandre og forsterker lysinteraksjonen. 

Fenomenet kalles "collective lattice resonance" og gjør at metayter av ledende polymerer kan oppnå tilstrekkelig ytelse for å fungere på en god måte med lyset. Forskerne har klart å regulere disse for det infrarøde lyset, men ennå ikke for synlig lys - noe som også blir neste problem å 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 laboratorietester fra 2016 og selskapet "Metalenz" var metalinserne 30 prosent skarpere enn et forskningsmikroskop, noe som er imponerende skarpt med tanke på både størrelse og produksjonskostnad. Da visste man ikke hvordan muligheten for masseproduksjon så ut, selv om man trodde det skulle være relativt enkelt å løse. I løpet av 2018 hadde man løst alle problemene og neste steg var å redusere linsestørrelsen.

Teknikken fungerer ved å kontrollere hastigheten for ulike bølgelengder (farger) ved hjelp av en slags labyrint for de ulike fargene. Gjennom såkalte nano-finner i titandioksid kan fargene justeres separat, og dermed den kromatiske aberrasjonen dempes. Lyset kan deretter fokuseres med en nøyaktighet mindre enn bølgelengden på lyset, noe som åpner for høyere oppløsning.