octobre 28, 2021

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Holly Metalins ! De nouveaux métaux focalisent la lumière avec des trous extrêmement profonds

Représentation artistique du houx en métal. Crédit : Capasso Lab / Harvard SEAS

Les surfaces de surface sont des nanostructures qui interagissent avec la lumière. Aujourd’hui, la plupart des métasurfaces utilisent des nanopiliers monolithiques pour focaliser, façonner et contrôler la lumière. Plus la longueur des nanoparticules est longue, plus la lumière met de temps à traverser la nanostructure, ce qui donne à la métasurface un contrôle plus diversifié sur chaque couleur de la lumière. Mais les poteaux trop longs ont tendance à tomber ou à se coller les uns aux autres. Et si, au lieu de construire de hautes structures, vous alliez dans l’autre sens ?


Dans un article récent, des chercheurs de la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ont développé une surface perçante qui utilise des trous très profonds et très étroits, plutôt que des tiges très longues, pour se concentrer une lumière dans un endroit.

La recherche a été publiée dans nano-messages.

le nouveau métasurface Il utilise plus de 12 millions de trous en forme d’aiguilles percés dans une membrane en silicone d’un diamètre de 5 micromètres, soit environ 1/20 de l’épaisseur d’un cheveu. Ces trous longs et fins ne mesurent que quelques centaines de nanomètres de diamètre, ce qui dimensions équilibrées– Rapport d’aspect – environ 30:1.

C’est la première fois que des trous d’épingle avec un rapport d’aspect élevé sont utilisés en méta-optique.

“Cette approche pourrait être utilisée pour créer de grandes lentilles photochromiques métalliques qui concentrent différentes couleurs de lumière sur le même point focal, ouvrant la voie à une génération d’optiques à écran plat avec un rapport hauteur/largeur élevé, y compris des lentilles achromatiques chromatiques à large bande”, Federico Capasso a déclaré. , Robert L. Wallace professeur de physique appliquée et chercheur Fenton Hayes en génie électrique à SEAS et auteur principal de l’article.

Holly Metalins !

Image au microscope électronique à balayage (à gauche) des trous sur le premier côté des trous métalliques et (à droite) image SEM des trous sur le deuxième côté du métal. Crédit : Capasso Lab / Harvard SEAS

Daniel Lim a dit, A diplômé à SEAS et co-premier auteur de l’article. “La plate-forme perforée augmente le rapport hauteur/largeur accessible des nanostructures photoniques sans sacrifier la résistance mécanique.”

Tout comme avec les nanopiliers, dont la taille varie pour focaliser la lumière, des trous d’épingle métalliques de différentes tailles sont positionnés précisément sur le diamètre de la lentille de 2 mm. La différence de taille du trou fait que la lumière se courbe vers le foyer de la lentille.

« Les métasurfaces Holey ajoutent une nouvelle dimension à la conception des lentilles en contrôlant le piégeage et la diffusion de la lumière sur un large espace de paramètres et en permettant de nouvelles fonctionnalités », a déclaré Marina Meritska, boursière postdoctorale SEAS et co-premier auteur du document de recherche. “Les trous peuvent être remplis de matériaux optiques non linéaires, ce qui conduira à une génération de longueurs d’onde multiples et à un traitement de la lumière, ou avec des cristaux liquides pour modifier efficacement les propriétés de la lumière.”

Les lentilles métalliques ont été fabriquées à l’aide de procédés de fabrication traditionnels de semi-conducteurs et de matériaux standard, permettant leur fabrication à grande échelle à l’avenir.

Le Harvard Technology Development Office a protégé la propriété intellectuelle liée à ce projet et explore les possibilités de commercialisation.


Les surfaces de surface contrôlent la lumière polarisée comme vous le souhaitez


Plus d’information:
Bientôt Wei Daniel Lim et al, High aspect ratio opposé design Holey Metalens, nano-messages (2021). DOI : 10.1021 / acs.nanolett.1c02612

la citation: Holly Metalins ! Nouveaux minéraux focalisant la lumière avec des trous profonds (2021, 13 octobre) Récupéré le 13 octobre 2021 de https://phys.org/news/2021-10-holey-metalens-focuses-ultra-deep-holes.html

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