MEMS-peili ohjaa valoa kolmiulotteisesti

07.09.2026

Penn_Pieni_peili_ohjaa_valoa_3Dssa-300-t.jpgTutkijat käyttävät tarkasti fokusoituja lasersäteitä biologisten näytteiden kuvaamiseen, materiaalien muotoiluun mikroskooppisella tarkkuudella ja näyttöjen luomiseen. Mutta näiden säteiden käyttö kolmiulotteisesti vaatii enemmän kuin valon pyyhkäisyä puolelta toiselle, sillä valon on myös fokusoitava nopeasti uudelleen eri syvyyksissä.

Tämä vaatii usein erillisiä optisia komponentteja, joista toinen ohjaa valoa ja toinen muuttaa sen tarkennuskohtaa. Penn Staten tutkijat ovat kehittäneet huippuluokan pienen peilin, joka pystyy tekemään molemmat ennätysnopeudella, mikä saattaa kaventaa ja nopeuttaa tulevaisuuden aivokuvantamisessa, lisätyn todellisuuden suojalaseissa ja tarkkuusvalmistuksessa käytettäviä optisia järjestelmiä.

”Valon nopea hallinta kolmiulotteisesti yhdellä rakenneratkaisulla tarjoaa merkittävän parannuksen optisen järjestelmän kokonaiskokoon ja painoon”, sanoo tohtoriopiskelija Hunter Shillingburg.

Ratkaisun ytimessä on mikroelektromekaaninen järjestelmä eli MEMS, mikropeili. MEMSit ovat pieniä mekanismeja, jotka on rakennettu siruille käyttäen monia samoja valmistusmenetelmiä, joita käytetään tietokonesirujen valmistuksessa. Elektronisten komponenttien lisäksi ne voivat sisältää mikroskooppisia osia, jotka on suunniteltu liikkumaan tai taipumaan. Tässä ratkaisussa nämä osat kallistavat ja muokkaavat pientä peiliä.

”MEMS-mikropeili on yksinkertaisesti peili, joka voi liikkua”, Shillingburg sanoi. ”Kuten tavallisessa peilissä, laserin suuntaaminen siihen saa säteen heijastumaan peilin pinnasta, ja heijastuneen säteen kohta voidaan sijoittaa kallistamalla peiliä edestakaisin.”

Peiliä voidaan kallistaa kahteen suuntaan, jolloin se voi pyyhkäistä valoa tietyn alueen yli. Toisin kuin tyypillinen skannauspeili, se voi kuitenkin myös muuttaa heijastavan pintansa muotoa – tehdä peilistä litteämmän tai kulhomaisemman, missä heijastunut valo tarkentuu.

Toisin sanoen ohjaamalla valoa sivusuunnassa ja siirtämällä polttoväliä mikrosekunnin nopeuksilla skanneri tarjoaa säteen todellisen 3D-avaruudellisen hallinnan reaaliajassa.

Liikkeiden mahdollistamiseksi tutkijat käyttivät alumiininitridiä, pietsosähköistä materiaalia, joka tuottaa varauksen voiman vaikutuksesta. Jännitteen kohdistaminen ohuisiin alumiininitridikerroksiin saa ne taipumaan, mikä kallistaa tai muuttaa peilin muotoa. Peilin ympärillä olevat rakenteet säätelevät sen kallistusta, kun taas toinen pietsosähköinen kerros muuttaa itse peilin muotoa.

Koska peili on kooltaan noin millimetrin paksuinen se reagoi nopeasti. Tutkijat mittasivat peilin tarkennuksen muuttuvan sekunnin miljoonasosissa. Tämä nopeus voisi olla hyödyllinen teknologioissa, joiden on skannattava nopeasti kolmiulotteisessa avaruudessa, kuten kvanttiohjauksessa, strukturoidussa valaistusmikroskopiassa ja optogenetiikassa – valon käytössä yksittäisten solujen, kuten hermosolujen, seurantaan ja ohjaamiseen.

Aiheesta aiemmin:

MEMS Huygens -kello parantaa ajanoton tarkkuutta ja vakautta

MEMS, piifotoniikka ja nestekidepisarat

Piifotoninen MEMS add-drop -suodatin

08.09.2026Uusi kubittiarkkitehtuuri mahdollistaa nopeammat ja tarkemmat toiminnot
08.09.20263D-tulostuksella parempia virtausakkujen elektrodeja
08.09.2026Wigner-kiteiden monimuotoinen fysiikka
07.09.2026Uusi monimuotoinen Hall-ilmiö
07.09.2026Ledivalot vieläkin tehokkaimmiksi
07.09.2026MEMS-peili ohjaa valoa kolmiulotteisesti
05.09.2026LEDit antavat arkeologeille uutta valoa
04.09.2026Akustiset aallot suojaavat kvanttibittejä
04.09.2026Multipleksoitu kvanttifotoninen rajapinta
04.09.2026Kvanttikylpy synkronoi kaukaisia kubitteja
04.09.2026Miten nanokuvio vangitsee valon energian
03.09.2026Tehokkaampi TFET tuleville integroiduille piireille
03.09.2026Tutkijat kuvaavat ensimmäisiä hetkiä matkalla valosta sähköön
03.09.2026Kaksoisraon koe atomitasolla
02.09.2026Uusi transistori tuo korkean jännitteen mikrosirujen mittakaavaan
02.09.2026Pieni puristus antaa vihjeitä epätavallisesta magneetista
02.09.2026Kovalenttisesti silloitettu rajapinta orgaanislle transistoreille
01.09.2026Uudenlainen polymeeri, jolla on kaksi puolta ja kierre
01.09.2026Liuosprosessilla tehty polaritonilaseri
01.09.2026Magnonit synkronoituvat ulkoisten signaalien kanssa
31.08.2026Atomitason muutoksilla notkeampaa langatonta teknologiaa
31.08.2026Mikrokammoilla useampia tarkkoja taajuuksia
31.08.2026Bakteereista eläviä transistoreita
31.08.2026Uudenlainen äärimmäisen kylmä ja erittäin tehokas valokuitu
28.08.2026Magneettisesti levitoituva kvanttibitti
28.08.2026Galliumnitridin kontaktit monen mutkan takana
28.08.2026Uusi ainesosa kvanttilaskennalle: kryptonkaasu
27.08.2026Kookkaampi kvanttiteknologia auttaa havaitsemaan heikkoja fotoneja
27.08.2026Yksittäisiä fotonilähteitä kvanttiviestintää varten
27.08.2026Ohutkalvot reagoivat alustansa kanssa
26.08.2026Tyhjiöfluktuaatio tehostaa suprajohtavuutta
26.08.2026Vikakemia avaa nopean ionikuljetuksen
26.08.2026Kryogeenisien rakenteiden sähköistä kytkentää
25.08.20263D-muistin luotettavuusongelman ratkaisu happitunnelilla
25.08.2026Kvanttista tunnistusta ja elektronimikroskopiaa
25.08.2026Algoritmit suunnittelemaan fotonisia piirejä
24.08.2026Mikroelektroniikan suorituskyvyn ennustaminen fysiikkaan perustuvan tekoälyn avulla
24.08.2026Keraamisia aaltojohdelasereita 3D-tulostuksella
24.08.2026Ihmismäinen kosketustunto robotteihin ja proteeseihin
22.08.2026Rauta täydentämään vetyä energiankantajana
21.08.2026Uusia materiaaliratkaisuja valon ohjailuun
21.08.2026Grafeenin nanorypyt voivat muokata sähköisyyttä
20.08.20262D-materiaalista löytyi hitaita elektroneita
20.08.2026Aivoista inspiroituneita komponentteja
20.08.2026Tutkijat seuraavat antiferromagneettisten skyrmionien vuorovaikutusta
19.08.2026Tekoälylle ohjelmoitava transistori
19.08.2026Maailman ensimmäinen puolijohdemaseri
19.08.2026Valon muotoilu ennennäkemättömällä tavalla
18.08.2026Mitä on vibroniikka?
18.08.20262D-materiaalista transistorieita 300 mm:n kiekolle
18.08.2026Fyysikot tunnistivat puhtaan metallin resistiivisyyden ylärajan
17.08.2026Tutkijat määrittelevät uuden rajan kvanttimateriaaleissa
17.08.2026Kuinka läheisyys varastaa energiaa nanoresonaattoreilta
17.08.2026Yllätys kun valo sammuu
15.08.2026Luonnosta mallia tulevaisuuden mikroroboteille
14.08.2026Valon kanavointia ilman aaltojohteita
14.08.2026Kvanttikiteiden optinen hehku
13.08.2026Tehdä huoneenlämmössä toimivaa kvanttimateriaalia
13.08.2026Älykäs ja muistava molekyylianturi
13.08.2026Auringonvalon synnyttämä kvanttilomittuminen
12.08.2026Tavoitteena atomisen ohuita transistoreita
12.08.2026Elektronimajakka valaisee uutta fysiikkaa
12.08.2026Uusi ulottuvuus optisessa laskennassa
11.08.2026Ilmassa vakaita erittäin ohuita suprajohteita
11.08.2026Kvanttilomittuminen: Schrödingerin muurahaiskeko
11.08.2026Nanoputket ja nanosuikaleet tehostavat nopeaa energian varastointia
10.08.2026Newtonin kehto tehostamaan kvanttilaskentaa
10.08.2026Älykkäitä molekyylejä antureille ja prosessoreille
07.08.2026Saada lämpö käyttäytymään datan tavoin
07.08.2026Vaihtoehto kuparisille nanosirujohteille
07.08.2026Probabilistisia spintronisia prosessoreita
06.08.2026Muistien magneettipulsseja optimoiden
06.08.2026Spontaanin magnonkoherenssin osoittaminen huoneenlämmössä
06.08.2026Uusia näkymiä molekyylikvanttiteknologioille ja kvanttioperaatioille
06.08.2026Tutkijat löysivät klassisia aika-avaruuskiteitä nestekiteistä
05.08.2026Valon piilo-ominaisuudet pelastavat kvantti-informaation kaaokselta
05.08.2026Opas kvanttitehostettuun tunnistusteknologiaan
04.08.2026Kuinka ohjailla hidasta valoa
04.08.2026Erittäin nopeaa valonmuokkaustekniikkaa
04.08.2026Lomittuneet fotonit keskeisenä resurssina kvanttiteknologioille
03.08.2026Topologisia tiloja hyödyntävä transistori
03.08.2026Uusi laji kvanttieläintarhassa
03.08.2026Kuinka kouluttaa magneetti
31.07.2026Kuinka pieniksi puolijohteet voivat tulla?
31.07.2026Itseään uudistava katalyytti vetyenergian kestävyyshaasteen
30.07.2026Tutkijat laajentavat twistroniikan rajoja
30.07.2026Uusia löydöksiä kvanttikomponenteista
29.07.2026Kuinka ionit virtaavat nesteen tavoin kiinteän kiteen läpi
29.07.2026Kvantti-internet toimii perinteisen dataliikenteen rinnalla
29.07.2026Uudenlainen lomittuminen auttaa kvanttisensoreita vaimentamaan kohinaa
28.07.2026Orbitroniikassa saavutettu virstanpylväs
28.07.2026Antiferromagneettinen optinen kirjoittaminen
27.07.2026Maailman ensimmäinen suprajohtava kvanttilämpömoottori
27.07.2026Uusi kvanttimalli magneettisille atomeille
24.07.2026UV-valon kerääminen auringonvalosta
23.07.2026Kieron valon aistimista ja fotoniikkaa
22.07.2026Lentävä robotti ratsastaa tuulessa kuin lintu
20.07.2026Energiaa ? milloin ja missä tahansa
17.07.2026Janus materiaalin mysteeri ratkaistu
15.07.2026Tehokkaampaa täysdupleksisuutta

Näytä lisää »