Rekordbrækkende metalens kunne revolutionere optiske teknologier

Traditionelle linser - som dem der findes i briller - er omfangsrige, tungt og kun fokusere lys over et begrænset antal bølgelængder. En ny, ultratynde metalens udviklet af forskere ved University of California, Berkeley, bruger en række små, tilsluttede bølgeledere, der ligner et fiskenet til at fokusere lys ved bølgelængder, der spænder fra det synlige til det infrarøde med rekordstore effektiviteter.

I modsætning til traditionelle linser, metalerne er flade og kompakte og kan gøres små nok til at passe ind i stadig mere miniaturiserede enheder. Udviklingen kan føre til spilskiftende fremskridt inden for solenergi, virtual reality-teknologi, medicinsk billeddannelse, informationsbehandling med lys og andre applikationer, der er afhængige af optik.

"Vi har overvundet det, der blev betragtet som en grundlæggende vejspærring, " sagde studielederen Boubacar Kanté, lektor i elektroteknik og datalogi ved UC Berkeley og fakultetsforsker ved Lawrence Berkeley National Laboratory. "Dette er, ganske enkelt, den tyndeste, mest effektive, bredeste flade linse i verden."

Den nye teknologi, kaldet "Fishnet-Achromatic-Metalens (FAM), "er beskrevet i en undersøgelse, der optrådte online den 25. juni i journalen Naturkommunikation .

Selvom mange metoder er blevet foreslået til at implementere flade linser i løbet af det sidste årti, ankomsten af ​​de nye metalens er første gang, denne kombination af egenskaber er opnået.

Holdet demonstrerede deres fiskenet-akromatiske-metallers evne til at fange 70 % af det indkommende lys i frekvenser fra 640 nanometer (rødlig-orange lys) til 1, 200 nanometer (infrarødt lys). Lys, der kommer ind i fiskenettets metalen inden for det brede oktavbånd af bølgelængder, vil blive fokuseret på et enkelt punkt på den anden side af linsen.

"Vi er meget begejstrede for disse resultater, fordi mange applikationer krævede samtidig behandling af flere bølgelængder i et bredt spektrum, " sagde Kanté. "Dette er tilfældet for solenergiapplikationer, hvor vi er nødt til at fokusere alle lysfarver til effektive solceller eller solenergikoncentratorer."

Et godt næste skridt, Kanté sagde, ville være at udvikle processer, der kunne muliggøre større produktion.