Revolution inom optik: Nya metasytor ersätter konventionella linser!

Revolution inom optik: Nya metasytor ersätter konventionella linser!

Forskare från Karlsruhe Institute of Technology (KIT) presenterade en banbrytande optisk komponent vid Hannover Messe 2025 som skulle kunna revolutionera kontrollen av ljus. Det nya systemet övervinner begränsningarna hos traditionella böjda linser, som ofta är skrymmande och erbjuder begränsad kontroll över ljusvågor. Denna innovation kombinerar effektivitet med en slimmad design, vilket gör den till ett lovande element för många applikationer.

Till skillnad från traditionella linser, som har en makroskopisk geometri, är de nyutvecklade metasytorna uppbyggda av små strukturerade element som kallas metaatomer som påverkar ljuset på subvåglängdsskalor. Enligt forskarna möjliggör dessa metasytor exakt kontroll över ljusets fas, amplitud och polarisering. En enda metayta kan ersätta flera optiska komponenter och därigenom minska den totala storleken på ett optiskt system.

Olika applikationer

Ett enastående exempel på framsteg inom detta område är den optiska diffraktionsmetagreringen som utvecklats vid KIT, som har fyra gånger högre effektivitet jämfört med konventionella diffraktionsgitter. Sådana gitter är avgörande för tillämpningar inom spektroskopi, telekommunikation och lasersystem. Förbättrad kontroll över ljus under utmanande förhållanden kan öppna nya möjligheter för forskning och industriella tillämpningar.

Forskargruppen har redan identifierat många potentiella tillämpningar, inklusive kameror, sensorer, förstärkta verklighetsskärmar, medicinsk bildbehandling och robotik och autonom körning. Dessa teknologier lovar inte bara en förbättring av prestanda, utan också en betydande minskning av systemstorleken och en ökning av effektiviteten.

Framsteg inom storskalig produktion

Metasytorna tillverkas med hjälp av avancerad litografi och etsningsteknik från halvledarindustrin, vilket möjliggör skalbar produktion av dessa innovativa komponenter. Dr Falk Eilenberger, som leder avdelningen för mikro- och nanostrukturerad optik vid Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF, betonar att det är nödvändigt att tänka bortom traditionella linser och speglar. Metasytor koncentrerar sin optiska funktion på en yta genom nanostrukturer.

Intressant nog har forskare vid Fraunhofer IOF utvecklat en metayta med en diameter på 30 centimeter som är lämplig för industriella tillämpningar. Eilenberger betonar att även om de inte är uppfinnarna av metasytor, är de de första som framgångsrikt demonstrerar denna teknologi i så stor skala.

Dessa utvecklingar visar tydligt potentialen hos metasytor att forma framtiden för optik och i grunden förändra vårt sätt att använda ljus. Mer information finns på UTRUSTNING såväl som på Fraunhofer IOF.