Revolusjon i det infrarøde: RWTH Aachen presenterer banebrytende teknologi!

Revolusjon i det infrarøde: RWTH Aachen presenterer banebrytende teknologi!

13. mai 2025 kunngjorde et forskningsteam fra RWTH Aachen ledet av professor Thomas Taubner en banebrytende metode for å produsere optiske infrarøde komponenter. Denne utviklingen, som ble skapt i samarbeid med Fraunhofer Institutes for Production Technology (IPT) og Laser Technology (ILT), kaster nytt lys over tilgjengeligheten og funksjonaliteten til infrarød optikk.

Infrarødt lys forblir usynlig for det menneskelige øyet, men spiller en avgjørende rolle på en rekke områder som materialbehandling, LIDAR-teknologi og termiske kameraer. Tradisjonelt er optikken som kreves for dette dyr og vanskelig å få tak i fordi den må produseres i små serier. Med denne nye teknologien kan dette endre seg raskt.

Innovative materialer og teknikker

Den innovative metoden er basert på bruk av meta-overflater i kombinasjon med faseendringsmaterialet indium antimonide telluride (In3SbTe2). Dette materialet har evnen til å bytte mellom en dielektrisk amorf og en metallisk krystallinsk fase gjennom målrettet laserstråling. Disse egenskapene gjør det mulig å programmere nanoantenner i mikronstørrelse optisk for å lage skreddersydde optiske komponenter for spesifikke bruksområder.

Utviklingen er basert på Andreas Heßlers avhandling, som også ble skrevet under veiledning av professor Taubner og Matthias Wuttig ved RWTH Aachen. Heßler utviklet konsepter for lokal optisk programmering av infrarøde faseendringsmateriale-metaoverflater. Disse meta-overflatene består av periodisk arrangerte antenner, også kjent som meta-atomer, og er lovende for å lage kompakt og multifunksjonell optikk.

Funksjoner og applikasjoner

En sentral nyvinning av denne teknologien er programmerbarhet. Dette muliggjør et bredt utvalg av manipulering av lysamplituden og fasen til hvert enkelt metaatom. Forskning har allerede vist eksperimentelt at antenneresonanser kan forskyves, noe som åpner for nye muligheter for telekommunikasjon, termisk avbildning og medisinsk diagnostikk.

Potensielle anvendelser av denne teknologien inkluderer svært effektive, ultrakompakte og aktive optiske elementer, inkludert justerbare linser, dynamiske hologrammer og romlige lysmodulatorer. Resultatene av denne forskningen er ikke bare en milepæl innen optikk, men kan også legge grunnlaget for nye markeder innen infrarøde optiske komponenter.

Forskning og utvikling av metamaterialer, spesielt de som består av faseendringsmaterialer, er i tråd med dagens trender. Tilpassbare og byttebare funksjoner på metaatomnivå åpner for nye frihetsgrader i utformingen av aktive fotoniske komponenter. Disse fremskrittene er ikke bare teoretiske av natur, men støttes av numeriske metoder for å studere hybride faseendringsmetamaterialer for å utvikle nye medier for det optiske og infrarøde spektrale området.

Samarbeidet mellom RWTH Aachen og Fraunhofer Institutes illustrerer rollen til Photonics Cluster som et sted for innovasjon. Disse tilnærmingene kunne ikke bare styrke den økonomiske situasjonen til de involverte institusjonene, men også fremme teknologisk utvikling i Tyskland.