Группа учёных из Школы технических и прикладных наук при Гарвардском университете (Harvard School of Engineering and Applied Sciences) опубликовала в журнале Nano Letters статью о создании сверхтонких плоских линз, способных фокусировать свет без внесения дополнительных искажений, свойственных обычным линзам. Толщина суперлинзы составляет всего 60 нанометров (1/60 млрд доля метра), а её фокусирующая сила достигает пределов, установленных физическим законом преломления световых лучей. Оперирующая длинами волн в диапазоне, типичном для оптоволоконных технологий, инновационная разработка демонстрирует полную масштабируемость – от значений, близких к инфракрасному излучению, до частотного диапазона, измеряемого Терагерцами, при этом чудо-линзы просты в изготовлении. Результаты научно-исследовательской работы опубликованы в онлайн-версии издания Nano Letters.
«Наши плоские линзы открывают новое направление в технологическом развитии, – отметил руководитель проекта Федерико Капассо (Federico Capasso), – Мы представляем новый способ изготовления линз. В противоположность тому, как задержка фазы волны создаётся в момент прохождения света сквозь плотную среду линзы, мгновенного формирования сдвига фазы световой волны можно добиться и непосредственно на поверхности линзы. Это так интересно!»
Группа учёных под руководством Федерико Капассо создала плоские линзы, покрыв сверхтонкую кремниевую пластину нанометровым слоем золота. Впоследствии покрытие из золота подверглось «зачистке» с целью формирования массива из V-образных структур, равномерно распределённых рядами по всей поверхности. Когда исследовали подвергли плоскую линзу воздействию лазерного излучения, они обнаружили, что эти структуры ведут себя подобно наноантеннам, которые захватывают проходящий свет и, прежде чем он продолжит свое распространение, удерживают его на короткое время. Эти задержки, имеющие точно заданные значения по все поверхности, меняют направление света так же, как это делает стеклянная линза. Однако есть одна важная особенность: плоские суперлинзы исключают оптические искажения, такие как эффект «рыбий глаз», свойственный традиционным широкоугольным линзам, а также явления аберрации, такие как астигматизм и кома, что обеспечивает получение абсолютно точного изображения (или сигнала) без необходимости применения сложных корректирующих методов.
Этот массив наноантенн, получивший название «метаповерхность», можно настроить под конкретную длину электромагнитной волны простым изменением размера и угла наклона антенн, а также расстояния между ними. «В будущем наше открытие потенциально позволит использовать метаповерхность взамен громоздких узлов в большинстве оптических систем, и такая возможность действительно поражает воображение», – отметил Франческо Аета (Francesco Aieta), аспирант одного из итальянских вузов.
Подождите...