Metalinssit ja mikromekaniikka uudistavat optiikan

02.03.2018

Harvard-SEAS-metalinssi-lihaksilla-1-300-t.jpgMetalinsseistä ja mikromekaniikasta on muodostumassa aivan uudenlaista optiikkaa. Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciencesin (SEAS) tutkijoiden metalinssistä ja elastomeerilihaksesta muodostama tekosilmä kykenee automaattisesti samanaikaiseen tarkennukseen sekä hajataiton ja kuvansiirron korjaamiseen.

Tässä tutkimuksessa yhdistyy keinotekoinen lihastekniikka metalinssien kanssa luomaan viritettäviä metalinssejä, jotka voivat muuttaa tarkennuksen reaaliaikaisesti, aivan kuten ihmissilmä", sanoo SEAS:n jatko-opiskelija Alan She ja tutkimuspaperin ensimmäinen kirjoittaja.

"Työ osoittaa sulautetun optisen zoomin ja automaattitarkennuksen toteutettavuuden useille eri sovelluksille, kuten matkapuhelinkameroille, silmälaseille ja virtuaalisille ja lisätyn todellisuuden laitteistoille", sanoo Federico Capasso, professori SEAS:ssa ja tutkimuksen vanhempi kirjoittaja.

"Se osoittaa myös mahdollisuuden tulevaisuuden optisille mikroskoopeille, jotka toimivat täysin sähköisesti ja voivat korjata monia poikkeamia samanaikaisesti."

Metapintaisen objektiivien yhdistäminen MEMS-tekniikkaan voisi puolestaan lisätä skannauksen nopeutta ja parantaa optisten järjestelmien tarkennuskykyä.

Harvard-Argonne-MEMS-metalinssi-300-t.jpgUseimmat tasomaisista metalinsseistä ovat staattisia, mikä rajoittaa niiden toimivuutta. Nyt Harvardin ja Argonne National Laboratoryn tutkijat ovat kehittäneet laitteita, jotka yhdistävät keski-infrapunan spektrin metalinssejä MEMS-piireihin.

"Tuhansien yksittäin ohjattujen linssi-MEMS-rakenteiden tiheä integrointi yhdelle piisirulle mahdollistaa ennennäkemättömän optisen kentän hallinnan ja manipuloinnin", toteaa Argonnen Daniel Lopez.

Sähköstaattisesti toimiva MEMS-alusta hallitsee linssin kulmaa kahdella ortogonaalisella akselilla, mikä mahdollistaa litteän linssin polttopisteen skannaamisen noin 9 astetta kumpaankin suuntaan. Tutkijat arvioivat, että fokusointitehokkuus on noin 85 prosenttia.

"Tällaisia metalinssejä voidaan tuottaa massatuotteena mikropiirien tuotantotekniikalla ja se voi tulevaisuudessa korvaa tavanomaiset linssit monissa sovelluksissa", toteaa tässäkin työssä mukana ollut Federico Capasso.
18.12.2018Vähemmän energiaa käyttäviä muisteja
17.12.2018Uusi lasertekniikka kemian antureille
14.12.2018Topologisia ja muita vähällä toimivia transistoreita
13.12.2018Fuori ja sula pii akkujen perustaksi
12.12.2018Ääniaaltoja jäädyttäen
11.12.2018Kolmiulotteista holografiaa videona
10.12.2018Hallita elektroneja alle femtosekunneissa
07.12.2018Kangasvaihtoehto puettavien laitteiden akuille
05.12.2018Uusi rakennepalikka kvanttilaskentaan
04.12.2018Valonsäde 400-kertaa leveämmäksi

Siirry arkistoon »