Revolucija u infracrvenom području: RWTH Aachen predstavlja revolucionarnu tehnologiju!

Revolucija u infracrvenom području: RWTH Aachen predstavlja revolucionarnu tehnologiju!

13. svibnja 2025. istraživački tim RWTH Aachen predvođen profesorom Thomasom Taubnerom najavio je revolucionarnu metodu za proizvodnju optičkih infracrvenih komponenti. Ovaj razvoj, koji je nastao u suradnji s Fraunhofer institutima za proizvodnu tehnologiju (IPT) i lasersku tehnologiju (ILT), baca novo svjetlo na dostupnost i funkcionalnost infracrvene optike.

Infracrveno svjetlo ostaje nevidljivo ljudskom oku, ali igra ključnu ulogu u brojnim područjima kao što su obrada materijala, LIDAR tehnologija i termovizijske kamere. Tradicionalno, optika potrebna za to je skupa i teško ju je nabaviti jer se mora proizvoditi u malim serijama. S ovom novom tehnologijom to bi se moglo brzo promijeniti.

Inovativni materijali i tehnike

Inovativna metoda temelji se na korištenju meta-površina u kombinaciji s materijalom za promjenu faze indijevim antimonidom teluridom (In3SbTe2). Ovaj materijal ima sposobnost prebacivanja između dielektrične amorfne i metalne kristalne faze pomoću ciljanog laserskog zračenja. Ta svojstva omogućuju optičko programiranje metalnih nanoantena mikronske veličine za stvaranje prilagođenih optičkih komponenti za specifične primjene.

Razvoj se temelji na disertaciji Andreasa Heßlera, koja je također napisana pod nadzorom profesora Taubnera i Matthiasa Wuttiga na RWTH Aachen. Heßler je razvio koncepte za lokalno optičko programiranje infracrvenih metapovršina materijala s promjenom faze. Ove meta-površine sastoje se od periodički raspoređenih antena, također poznatih kao meta-atomi, i obećavaju za izradu kompaktne i višenamjenske optike.

Funkcionalnosti i aplikacije

Središnja inovacija ove tehnologije je programabilnost. To omogućuje širok izbor manipulacija amplitudom i fazom svjetlosti svakog pojedinačnog meta-atoma. Istraživanja su već eksperimentalno pokazala da se rezonancije antena mogu pomaknuti, otvarajući nove mogućnosti za telekomunikacije, termalno snimanje i medicinsku dijagnostiku.

Potencijalne primjene ove tehnologije uključuju visoko učinkovite, ultrakompaktne i aktivne optičke elemente, uključujući podesive leće, dinamičke holograme i modulatore prostornog svjetla. Rezultati ovog istraživanja nisu samo prekretnica u optici, već bi također mogli postaviti temelje za nova tržišta u području infracrvenih optičkih komponenti.

Istraživanje i razvoj metamaterijala, posebice onih koji se sastoje od fazno promjenjivih materijala, u skladu su s aktualnim trendovima. Prilagodljive i promjenjive funkcionalnosti na razini metaatoma otvaraju nove stupnjeve slobode u dizajnu aktivnih fotonskih uređaja. Ovaj napredak nije samo teoretske prirode, već je podržan numeričkim metodama za proučavanje hibridnih metamaterijala s faznom promjenom kako bi se razvili novi mediji za optičko i infracrveno spektralno područje.

Suradnja između RWTH Aachen i Fraunhofer instituta ilustrira ulogu Photonics Clustera kao mjesta inovacije. Ovi pristupi ne samo da mogu ojačati ekonomsku situaciju uključenih institucija, već i unaprijediti tehnološki razvoj u Njemačkoj.