Forradalom az infravörösben: az RWTH Aachen úttörő technológiát mutat be!

Forradalom az infravörösben: az RWTH Aachen úttörő technológiát mutat be!

2025. május 13-án az RWTH aacheni kutatócsoport Thomas Taubner professzor vezetésével úttörő módszert jelentett be az optikai infravörös alkatrészek előállítására. Ez a fejlesztés, amely a Fraunhofer Institutes for Production Technology (IPT) és a Laser Technology (ILT) együttműködésével készült, új megvilágításba helyezi az infravörös optika elérhetőségét és funkcionalitását.

Az infravörös fény láthatatlan marad az emberi szem számára, de számos területen döntő szerepet játszik, mint például az anyagfeldolgozás, a LIDAR technológia és a hőkamerák. Hagyományosan az ehhez szükséges optika drága és nehezen beszerezhető, mert kis sorozatban kell gyártani. Ezzel az új technológiával ez gyorsan megváltozhat.

Innovatív anyagok és technikák

Az innovatív módszer a meta-felületek és a fázisváltó anyag, az indium antimonid tellurid (In3SbTe2) kombinációján alapul. Ez az anyag képes váltani a dielektromos amorf és a fémes kristályos fázis között célzott lézersugárzással. Ezek a tulajdonságok lehetővé teszik a mikron méretű fém nanoantennák optikai programozását, hogy specifikus alkalmazásokhoz szabott optikai alkatrészeket hozzanak létre.

A fejlesztések alapja Andreas Heßler disszertációja, amely szintén Taubner professzor és Matthias Wuttig irányítása alatt készült az RWTH Aachenben. Heßler koncepciókat dolgozott ki az infravörös fázisváltó anyag metafelületeinek helyi optikai programozására. Ezek a meta-felületek periodikusan elhelyezett antennákból, más néven metaatomokból állnak, és ígéretesek a kompakt és többfunkciós optika gyártására.

Funkciók és alkalmazások

Ennek a technológiának a központi újítása a programozhatóság. Ez lehetővé teszi az egyes metaatomok fényamplitúdójának és fázisának sokféle kezelését. A kutatások már kísérletileg bebizonyították, hogy az antennarezonanciák eltolhatók, ami új lehetőségeket nyit meg a telekommunikáció, a hőképalkotás és az orvosi diagnosztika számára.

A technológia lehetséges alkalmazásai közé tartoznak a rendkívül hatékony, ultrakompakt és aktív optikai elemek, beleértve az állítható lencséket, dinamikus hologramokat és térbeli fénymodulátorokat. A kutatás eredményei nemcsak mérföldkövet jelentenek az optikában, hanem új piacok alapjait is megalapozhatják az infravörös optikai alkatrészek területén.

A metaanyagok kutatása és fejlesztése, különösen a fázisváltó anyagokból állóké, összhangban van a jelenlegi trendekkel. A metaatomok szintjén testreszabható és kapcsolható funkciók új szabadsági fokokat nyitnak meg az aktív fotonikus komponensek tervezésében. Ezek az előrelépések nemcsak elméleti jellegűek, hanem numerikus módszerekkel is alátámasztják a hibrid fázisváltó metaanyagok tanulmányozását, hogy új médiát fejlesszenek ki az optikai és infravörös spektrális tartományhoz.

Az RWTH Aachen és a Fraunhofer Institutes közötti együttműködés jól szemlélteti a Fotonikai Klaszter innovációs helyként betöltött szerepét. Ezek a megközelítések nemcsak az érintett intézmények gazdasági helyzetét erősíthetik, hanem a technológiai fejlődést is előmozdíthatják Németországban.