Bli plusmedlem
Logga in

UUTINEN / TUTKIMUS

Optiset metapinnat.

Litteät & säädettävät "metalinssit" nyt askeleen lähempänä todellisuutta

Linköpingin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet johtavasta muovista valmistettuja optisia metapintoja, joita voidaan käyttää antureissa, biolääketieteellisessä kuvantamisessa, videohologrammeissa ja lopulta myös kameroissa.

Calle Rosenqvist
CALLE@KAMERABILD.SE
Julkaistu

Vuonna 2016 julkaistussa artikkelissa Kamera & Bild raportoi Harvardin yliopiston tutkijaryhmästä, joka onnistui kehittämään uudenlaisen litteän linssin - linssin, joka kilpailisi perinteisten linssien kanssa. Canon esitteli myös prototyypin litteistä linsseistä nanopilareilla Japanin Canon Expo 2023 -konseptimessuilla.  

Dongqing Lin ja Magnus Jonsson, Linköpingin yliopisto.

Litteiden linssien suunnittelu ei kuitenkaan ole täysin yksinkertaista. Metalinsseillä, jotka on valmistettu muun muassa titaanidioksidista ja niin kutsutuista nanoevistä, tehdyissä testeissä saavutettiin korkea tarkkuus, mutta jälkikäteen vaikea tarkennus. Nyt Linköpingin yliopisto ilmoittaa, että tutkijaryhmä, joka vuonna 2019 alkoi käyttää muovia - eli polymeerejä - pystyäkseen dynaamisesti muuttamaan tarkennuspistettä niin kutsutuilla metapinnoilla, joita metalinssi luo. 

Tutkijaryhmä, jonka pääkirjoittaja on Dongqing Lin ja Magnus Jonsson, sovelletun fysiikan professori Linköpingin yliopistossa, ilmoittaa Nature Communications -lehdessä julkaistussa artikkelissa, että he ovat onnistuneet parantamaan litteiden linssiensä suorituskykyä jopa kymmenkertaisesti ohjaamalla antennien välistä etäisyyttä, jotka luovat itse metapinnan - ja onnistuneet luomaan resonanssin, jossa antennit auttavat toisiaan ja vahvistavat valon vuorovaikutusta. 

Ilmiötä kutsutaan nimellä "collective lattice resonance", ja se mahdollistaa johtavien polymeerien metapintojen saavuttavan riittävän suorituskyvyn toimiakseen hyvin valon kanssa. Tutkijat ovat onnistuneet säätelemään näitä infrapunavalolle, mutta eivät vielä näkyvälle valolle - mikä on seuraava ratkaistava ongelma.

Tässä on kuvaus erittäin ohuesta metallilinssistä. Linssi koostuu nanosiivistä lasialustalla ja se keskittää tulevan valon yhteen pisteeseen.

Laboratoriotesteissä vuonna 2016 ja yrityksessä "Metalenz" metalinssit olivat 30 prosenttia terävämpiä kuin tutkimusmikroskooppi, mikä on vaikuttavan terävää ottaen huomioon sekä koko että valmistuskustannukset. Tuolloin ei tiedetty, miltä massatuotantomahdollisuus näytti, vaikka uskottiin, että se olisi suhteellisen helppo ratkaista. Vuonna 2018 kaikki ongelmat oli ratkaistu, ja seuraava askel oli pienentää linssin kokoa.

Tekniikka toimii kontrolloimalla eri aallonpituuksien (värien) nopeutta eräänlaisen labyrintin avulla eri väreille. Niin kutsuttujen nanosiipien avulla titaanidioksidissa värejä voidaan säätää erikseen, ja siten kromatinen aberraatio voidaan hillitä. Valo voidaan sitten kohdistaa tarkkuudella, joka on pienempi kuin valon aallonpituus, mikä avaa mahdollisuuksia korkeammalle resoluutiolle.

LUE MYÖS

VIIMEISIN AIHEESTA

metalens

Dela

VIIMEISIMMÄT ARTIKKELIT

news

LUE LISÄÄ

MEST LÄST JUST NU

MEST LÄST JUST NU

MEST LÄST JUST NU