Створені надтонкі плоскі лінзи, які фокусують світло без спотворень

Фізики з Гарвардської школи інженерії та прикладних наук (США) під загальним керівництвом Федеріко Капассо створили надтонкі плоскі лінзи, які фокусують світло без спотворень, властивих лінзам звичайним. Як?

Товщина нової лінзи ледве сягає 60 нм, і тим не менше її збільшувальна сила наближається до максимально допустимої дифракційною межею. Крім того, що лінза здатна працювати на частотах, використовуваних оптоволоконними системами, її також можна застосовувати для частот від ближнього ІЧ-випромінювання до терагерцевого діапазону. Нарешті, розробники обіцяють, що вона буде проста у виробництві.

Діаметр експериментальної лінзи (зліва) — приблизно 1 мм. Її поверхня покрита концентричними колами золотих оптичних наноантенн, створюють різні уповільнення для потрапляє в лінзу світла. (Ілюстрація Francesco Aieta.)

Замість створення фазової затримки по мірі проходження світла через товщу матеріалу нова лінза формує безперервний фазовий зсув, починаючи прямо зі своєї поверхні. А виготовляється вона нанесенням на дуже тонкий шар кремнію нанометрового шару золота. Потім частини золотого покриття видаляються, щоб залишити на поверхні V-образну структуру, рівномірно розподілену рядами по всій поверхні.

При опроміненні лазером з відповідною довжиною хвилі ці структури діють як наноантенны, захоплюють вхідний потік випромінювання і затримують його на дуже короткий час, перед тим як випустити назад. Ці затримки змінюють напрямок руху світла (як би відображаючи його), але з одним важливим виключенням. Плоскі лінзи ліквідують спотворення типу «риб’ячого ока», що зазвичай притаманне ширококутним лінзам, а також повністю прибирають коматическую аберацію. В результаті зображення або сигнал, одержувані за допомогою таких плоских лінз, виходять абсолютно не спотвореними і не вимагають ніякої обробки для їх нормального прийому надалі.

Щоб переналаштувати плоску лінзу (або, як її називають дослідники, лінзу з метаповерхностью) на іншу частоту, потрібно просто поміняти відстань між її елементами.

Для виробництва можна використовувати відпрацьовані в електроніці методи фотолітографії, а необхідну кількість золота, вважають розробники, завдяки незначною товщиною його нанометрового шару не матиме впливу на ціну лінз.

Розповідь про новітній лінзі з’явився в журналі Nano Letters.

Підготовлено за матеріалами Гарвардської школи інженерії та прикладних наук.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *