Erittäin nopeaa valonmuokkaustekniikkaa

Tutkijat ovat kehittäneet uudentyyppisen "virtuaalisen" metapinnan – joka kykenee hallitsemaan valoa tavoilla, joihin perinteiset linssit ja optiikka eivät pysty – ja jonka he sanovat olevan parempi kuin nykyinen lähestymistapa, joka perustuu erittäin ohuisiin teknisiin materiaaleihin.

Nottingham Trentin yliopiston tiimi sanoo, että työ auttaa optimoimaan metapintojen potentiaalin useissa reaalimaailman sovelluksissa ja tasoittaa tietä siirtymiselle fyysisistä virtuaalisiin alustoihin nanoteknologiassa.

Metapinnat voivat taivuttaa ja kohdistaa valoa, muuttaa sen väriä ja ohjata sitä eri suuntiin, mikä tarkoittaa, että ne voivat korvata tilaa vieviä optisia elementtejä pienissä laitteissa, kuten linsseissä, peileissä ja suodattimissa.

Vaikka ne ovat tehokkaita, fyysisten metapintojen materiaalit ja mitat ovat kiinteät – kerran valmistettuina ne eivät voi muuttaa muotoaan, mikä voi rajoittaa niiden hyödyllisyyttä reaalimaailman teknologioissa.

Nottingham tiimi on nyt johtanut tutkimusta, joka osoittaa virtuaalisten metapintojen potentiaalin, jotka käyttävät emuloituja kaksiulotteisia optisia kuvioita tasaisella pinnalla pienten fyysisten hiukkasten sijaan.

Prosessissa käytetään rakennetta, jota kutsutaan spatiaaliseksi valomodulaattoriksi, joka voi ohjata valoa pikseli pikseliltä muuttaakseen sen muotoa ja toimintaa silmänräpäystä nopeammin.

Koska kuviot ovat ohjelmoitavissa ja voivat muuttua välittömästi, metapinta voi suorittaa monia eri toimintoja samassa rakenteessa. Näitä voivat olla värien sekoittaminen, näkymättömien infrapunakuvien muuttaminen näkyviksi tai toiminta linssin tavoin tarkennuksen säätämiseksi.

Tutkijat väittävät, että materiaalin "viritettäväksi" tekeminen käyttämällä tällaisia syntetisoituja metapintoja on välttämätöntä metapintojen siirtämiseksi laboratorioista tuotantolinjoille uusien teknologioiden käyttöön.

Vaikka lähestymistapa vaatii lisää tutkimusta ja kehitystä, tiimi sanoo, että lähestymistavasta voisi olla hyötyä useille teknologioille, jotka kattavat kuvantamisen ja mikroskopian, kvanttifotoniikan, sensoroinnin, säteenohjauksen, puolijohdevalmistuksen, televiestinnän ja holografian.

Aiheesta aiemmin:

Metapinnoista seuraava kvantti-informaation prosessori?

Metapinta luo ja ohjaa useita optisia kanavia eri suuntiin