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.
20.06.2018Kvanttitilan siirto ja kvantti-internetti
18.06.2018Vertikaalinen tehotransistori galliumoksidista
15.06.2018Langatonta tehonsiirtoa syvälle kehoon
14.06.2018Piilaser saa tehonsa ääniaalloilla
13.06.2018Kvantti-interferenssi voi olla avain pienempiin eristeväleihin
12.06.2018Topologiaa ja suprajohtavuutta
11.06.2018Nanolangoilla lämpö sähköksi tehokkaammin
08.06.2018Harvinainen alkuaine materiaaliksi nopealle elektroniikalle
07.06.2018Keinotekoinen ihon kaltainen hermojärjestelmä
06.06.2018Kytkin spinvirralle

Siirry arkistoon »