Revoliucija infraraudonųjų spindulių srityje: RWTH Aachen pristato novatorišką technologiją!

Revoliucija infraraudonųjų spindulių srityje: RWTH Aachen pristato novatorišką technologiją!

2025 m. gegužės 13 d. RWTH Aachen tyrimų grupė, vadovaujama profesoriaus Thomaso Taubnerio, paskelbė novatorišką optinių infraraudonųjų spindulių komponentų gamybos metodą. Ši plėtra, sukurta bendradarbiaujant su Fraunhoferio gamybos technologijos institutais (IPT) ir lazerinėmis technologijomis (ILT), atskleidžia infraraudonųjų spindulių optikos prieinamumą ir funkcionalumą.

Infraraudonųjų spindulių šviesa lieka nematoma žmogaus akiai, tačiau ji atlieka lemiamą vaidmenį daugelyje sričių, pavyzdžiui, medžiagų apdorojimo, LIDAR technologijos ir terminio vaizdo kamerų. Tradiciškai tam reikalinga optika yra brangi ir sunkiai prieinama, nes turi būti gaminama nedidelėmis serijomis. Naudojant šią naują technologiją, tai gali greitai pasikeisti.

Inovatyvios medžiagos ir technologijos

Novatoriškas metodas pagrįstas meta-paviršių naudojimu kartu su fazės keitimo medžiaga indžio antimonido teluridu (In3SbTe2). Ši medžiaga turi galimybę per tikslinę lazerio spinduliuotę persijungti tarp dielektrinės amorfinės ir metalinės kristalinės fazės. Šios savybės leidžia optiškai programuoti mikrono dydžio metalines nanoantenas, kad būtų sukurti pritaikyti optiniai komponentai konkrečioms reikmėms.

Vystymosi remiasi Andreaso Heßlerio disertacija, kuri taip pat buvo parašyta vadovaujant profesoriui Taubner ir Matthias Wuttig iš RWTH Aachen. Heßleris sukūrė infraraudonųjų spindulių fazių keitimo medžiagos metapaviršių vietinio optinio programavimo koncepcijas. Šiuos meta paviršius sudaro periodiškai išdėstytos antenos, taip pat žinomos kaip metaatomai, ir yra perspektyvios kompaktiškos ir daugiafunkcinės optikos gamybai.

Funkcijos ir programos

Pagrindinė šios technologijos naujovė yra programuojamumas. Tai leidžia įvairiai valdyti kiekvieno atskiro metaatomo šviesos amplitudę ir fazę. Tyrimai jau eksperimentiškai įrodė, kad antenos rezonansai gali būti perkelti, atveriant naujas telekomunikacijų, terminio vaizdo ir medicininės diagnostikos galimybes.

Galimas šios technologijos pritaikymas apima labai efektyvius, itin kompaktiškus ir aktyvius optinius elementus, įskaitant reguliuojamus lęšius, dinamines hologramas ir erdvinius šviesos moduliatorius. Šio tyrimo rezultatai yra ne tik įvykis optikos srityje, bet ir gali padėti pamatą naujoms infraraudonųjų spindulių optinių komponentų rinkoms.

Metamedžiagų, ypač sudarytų iš fazių keitimo medžiagų, tyrimai ir plėtra atitinka dabartines tendencijas. Pritaikomos ir perjungiamos funkcijos metaatomų lygiu atveria naujus laisvės laipsnius kuriant aktyvius fotoninius komponentus. Ši pažanga yra ne tik teorinio pobūdžio, bet ir paremta skaitmeniniais metodais tiriant hibridines fazių kaitos metamedžiagas, siekiant sukurti naujas optinio ir infraraudonųjų spindulių spektro terpes.

RWTH Aachen ir Fraunhoferio institutų bendradarbiavimas iliustruoja Fotonikos klasterio, kaip naujovių vietos, vaidmenį. Šie metodai galėtų ne tik sustiprinti susijusių institucijų ekonominę padėtį, bet ir paskatinti technologinę plėtrą Vokietijoje.