將超表面透鏡和MEMS技術(shù)相結(jié)合,或能為光學(xué)系統(tǒng)帶來高速掃描和增強(qiáng)的聚焦能力。
目前,透鏡技術(shù)在各個領(lǐng)域都獲得了長足的發(fā)展,從數(shù)碼相機(jī)到高帶寬光纖,再到激光干涉儀引力波天文臺 LIGO的儀器設(shè)備等。現(xiàn)在,利用標(biāo)準(zhǔn)的計算機(jī)芯片制造技術(shù)開發(fā)出了一種新的透鏡技術(shù),或?qū)⑻娲鷤鹘y(tǒng)曲面透鏡復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)和幾何結(jié)構(gòu)。
集成在MEMS掃描器上的基于超表面技術(shù)的平面透鏡(超級透鏡),左圖為掃描電鏡圖片,右圖為光學(xué)顯微成像圖片。在MEMS器件上集成超級透鏡,將有助于整合高速動態(tài)控制和精確波陣面空間控制優(yōu)勢,打造光控制新模型
與傳統(tǒng)曲面透鏡不同,基于超表面光學(xué)納米材料的平面透鏡相對更輕。當(dāng)超表面亞波長納米結(jié)構(gòu)形成某種重復(fù)圖紋時,它們便可以模仿能夠折射光線的復(fù)雜曲度,但是體積更小,聚光能力更強(qiáng),同時還能減少失真。不過,大部分這種納米結(jié)構(gòu)器件都是靜態(tài)的,功能性有限。
據(jù)麥姆斯咨詢報道,超級透鏡技術(shù)開拓者——美國哈佛大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)家Federico Capasso,和MEMS技術(shù)早期開發(fā)者——美國阿爾貢國家實驗室納米制造和器件小組負(fù)責(zé)人Daniel Lopez,他們倆來了一番頭腦風(fēng)暴,為超級透鏡增加了運(yùn)動控制能力,例如快速掃描和光束控制能力,或?qū)㈤_辟超級透鏡新應(yīng)用。
Capasso和Lopez聯(lián)手開發(fā)了一款器件,在MEMS上集成了中紅外光譜超級透鏡。他們將該研究成果發(fā)表在了本周的《APL Photonics》期刊上。
MEMS是一種結(jié)合微電子和微機(jī)械的半導(dǎo)體技術(shù),在計算機(jī)和智能手機(jī)中可以找到,包括傳感器、執(zhí)行器和微齒輪等機(jī)械微結(jié)構(gòu)。MEMS現(xiàn)在幾乎無處不在,從智能手機(jī)到汽車安全氣囊、生物傳感器件以及光學(xué)器件等,MEMS可以借助典型計算機(jī)芯片中的半導(dǎo)體技術(shù)完成制造。