Исследователи 3D-печати ахроматических металинз

02.01.2024 От admin 0

Материаловеды во главе с Ченг-Фэн Панем добились значительных успехов в достижении высокой числовой апертуры, широкополосной связи и нечувствительных к поляризации многослойных ахроматических металинз (МАМ) с использованием новаторского подхода к 3D-печати. Традиционно плоская оптика сталкивалась с проблемами балансировки числовой апертуры и ограничений полосы пропускания, что ограничивало качество изображения.

Исследовательская группа применила оптимизацию топологии и полноволновое моделирование, используя двухфотонную литографию для инверсной конструкции металинз. Результаты продемонстрировали впечатляющую широкополосную визуализацию при различном освещении, демонстрируя потенциал многофункциональных мета-устройств.

Researchers 3D Print Achromatic Metalenses

Схема конструктора многослойной ахроматической металинзы (МАМ), напечатанной на 3D-принтере. (Изображение предоставлено: Ченг-Фэн и др.)

Прорыв заключается в применении наноразмерной 3D-печати для преодоления производственных проблем, связанных с многослойными ахроматическими металинзами. Этот метод позволил быстро создавать прототипы сложных структур, включая сложные микролинзы и линзы с градиентным индексом. Оптимизация топологии сыграла решающую роль в эффективном создании стабильных, многослойных структур с высоким разрешением.

Многослойные ахроматические металинзы продемонстрировали беспрецедентную эффективность. Устраняя хроматические аберрации, эти металинзы предлагают новую парадигму проектирования и изготовления многофункциональных широкополосных оптических элементов. Инновационный подход открывает возможности для применения в визуализации светового поля, биоанализе, медицине и квантовых технологиях.

Researchers 3D Print Achromatic Metalenses

SEM-изображения изготовленного MAM в наклонном виде: (i) деконструированный MAM, показывающий одинарное, двойное и тройное (полное) слои; (ii) увеличенное изображение полной MAM; (iii) вид сверху и размер МАМ; и (iv и v) срезы МАМ, показывающие внутреннюю структуру и детали кольцевых структур шириной 200 нм. (Изображение предоставлено: Ченг-Фэн и др.)

Забегая вперед, исследование предполагает интеграцию методов 3D-печати с более высоким разрешением и смол с высоким показателем преломления для дальнейшего повышения производительности системы. Это достижение может расширить диапазон реагирования за пределы видимого спектра в ближний или средний инфракрасный диапазон, способствуя разработке сложной многофункциональной оптической системы.

Вы можете прочитать полную статью под названием «3D-печатные многослойные структуры для ахроматических металинз с высокой числовой апертурой» в журнале Science Advances, по этой ссылке.