Forskere udvikler en masseproducerbar, centimeter-skala metalens til VR, billeddannelse

Metalenses - flade overflader, der bruger nanostrukturer til at fokusere lys - er klar til at revolutionere alt fra mikroskopi til kameraer, sensorer, og viser. Men indtil videre, de fleste af linserne har været på størrelse med et stykke glitter. Selvom linser i denne størrelse fungerer godt til nogle applikationer, en større linse er nødvendig for svagt lys, såsom et billeddannelsessystem ombord på orbitale satellitter, og VR-applikationer, hvor linsen skal være større end en pupil.

Nu, forskere ved Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) har udviklet et helt glas, metalen i centimeterskala i det synlige spektrum, der kan fremstilles ved hjælp af konventionelle spånfremstillingsmetoder.

Forskningen blev offentliggjort i Nano bogstaver .

"Denne forskning baner vejen for såkaldte wafer-niveaukameraer til mobiltelefoner, hvor CMOS-chippen og metalenses kan stables direkte oven på hinanden med nem optisk justering, fordi de begge er flade, sagde Federico Capasso, Robert L. Wallace professor i anvendt fysik og Vinton Hayes seniorforsker i elektroteknik ved SEAS og seniorforfatter af papiret. "I fremtiden, det samme firma kan lave både chippen og linserne, fordi begge kan laves ved hjælp af den samme teknologi:litografi."

"Tidligere vi var ikke i stand til at opnå masseproduktion af centimeterskala metalenses ved synlige bølgelængder, fordi vi enten brugte elektronstrålelitografi, hvilket er for tidskrævende, eller en teknik kaldet i-line stepper litografi, som ikke har nok opløsning til at mønstre de nødvendige strukturer i subbølgelængdestørrelse, " sagde Joon-Suh Park, en ph.d. kandidat ved SEAS og førsteforfatter af papiret.

At masseproducere metalens i centimeterskala, forskerne brugte en teknik kaldet deep-ultraviolet (DUV) projektionslitografi, som normalt bruges til at mønstre meget fine linjer og former i siliciumchips i alt fra computere til mobiltelefoner. Teknikken kan producere mange metalenses pr. chip, hver lavet af millioner af nanoskala elementer med et enkelt eksponeringsbillede, som at tage et billede.

Forskerne eliminerede de tidskrævende aflejringsprocesser, der var nødvendige for tidligere metalenses, ved at ætse nanostrukturmønsteret direkte på en glasoverflade.

Det er den første masseproducerbare, helt i glas, centimeter-skala metalens i det synlige spektrum.

Selvom denne linse er kromatisk, hvilket betyder, at alle de forskellige lysfarver ikke fokuserer på det samme sted, forskerne arbejder på akromatiske metalenser med stor diameter.