Revoliucija optikos srityje: nauji metapaviršiai pakeičia įprastinius lęšius!

Revoliucija optikos srityje: nauji metapaviršiai pakeičia įprastinius lęšius!

Karlsrūhės technologijos instituto (KIT) mokslininkai Hannover Messe 2025 parodoje pristatė novatorišką optinį komponentą, galintį pakeisti šviesos valdymą. Naujoji sistema įveikia tradicinių lenktų lęšių, kurie dažnai yra didelių gabaritų ir siūlo ribotą šviesos bangų valdymą, apribojimus. Ši naujovė sujungia efektyvumą ir ploną dizainą, todėl tai yra perspektyvus elementas daugeliui pritaikymų.

Skirtingai nuo tradicinių lęšių, kurių geometrija yra makroskopinė, naujai sukurti metapaviršiai yra sudaryti iš mažų struktūrinių elementų, žinomų kaip metaatomai, kurie įtakoja šviesą subbangos ilgio skalėse. Pasak mokslininkų, šie metapaviršiai leidžia tiksliai valdyti šviesos fazę, amplitudę ir poliarizaciją. Vienas metapaviršius gali pakeisti kelis optinius komponentus ir taip sumažinti bendrą optinės sistemos dydį.

Įvairios programos

Puikus pažangos pavyzdys šioje srityje yra KIT sukurta optinė difrakcijos metagracija, kurios efektyvumas yra keturis kartus didesnis, palyginti su įprastomis difrakcijos gardelėmis. Tokios grotelės yra labai svarbios spektroskopijos, telekomunikacijų ir lazerinių sistemų taikymui. Patobulinta šviesos kontrolė sudėtingomis sąlygomis galėtų atverti naujų mokslinių tyrimų ir pramonės pritaikymo galimybių.

Tyrimo grupė jau nustatė daugybę galimų pritaikymų, įskaitant kameras, jutiklius, papildytosios realybės ekranus, medicininį vaizdą ir robotiką bei autonominį vairavimą. Šios technologijos žada ne tik pagerinti našumą, bet ir žymiai sumažinti sistemos dydį bei padidinti efektyvumą.

Didelės gamybos pažanga

Metapaviršiai gaminami naudojant pažangias litografijos ir ėsdinimo technologijas iš puslaidininkių pramonės, o tai įgalina šių naujoviškų komponentų gamybą. Dr. Falkas Eilenbergeris, vadovaujantis Fraunhoferio taikomosios optikos ir tiksliosios inžinerijos instituto IOF mikro- ir nanostruktūrinės optikos skyriui, pabrėžia, kad būtina galvoti ne tik apie tradicinius lęšius ir veidrodžius. Metapaviršiai koncentruoja savo optinę funkciją ant paviršiaus per nanostruktūras.

Įdomu tai, kad Fraunhofer IOF mokslininkai sukūrė 30 centimetrų skersmens metapaviršių, tinkantį pramoniniam naudojimui. Eilenbergeris pabrėžia, kad nors jie nėra metapaviršių išradėjai, jie yra pirmieji, sėkmingai pademonstravę šią technologiją tokiu mastu.

Šie pokyčiai aiškiai parodo metapaviršių potencialą formuoti optikos ateitį ir iš esmės pakeisti šviesos naudojimo būdą. Daugiau informacijos rasite adresu RINKINYS taip pat ir toliau Fraunhoferis IOF.