Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Самая тонкая плоская линза из Гарварда

Ключевые слова:  диоксид титана, литография, метаматериалы, плоская линза

Опубликовал(а):  Палии Наталия Алексеевна

07 июня 2016

Вести.ру: В современных оптических приборах со стеклянными изогнутыми линзами, чтобы получить чёткое увеличенное изображение и избежать искажений требуется либо взять большую линзу, либо использовать несколько линз, расположенных далеко друг от друга. Вот почему мощные оптические микроскопы такие большие, а телеобъективы фотоаппаратов такие длинные.

За последние годы технологии продвинулись достаточно, чтобы разместить компактную камеру в смартфоне. Но когда у инженеров появится возможность заменить систему изогнутых линз одной плоской, это позволит ещё больше уменьшить размер объективов и значительно увеличить качество получаемой картинки.

Исследователи из Гарвардского университета на днях продемонстрировали первую плоскую линзу, которая работает во всём диапазоне видимого света, а значит, передаёт все возможные цвета. Устройство радиусом в два миллиметра и толщиной меньше человеческого волоса позволяет увеличить изображение наноразмерных объектов и рассмотреть их с чёткостью выше, чем у лучших современных микроскопов.

Новая линза является метаповерхностью (свойства такого материала не естественные), и её свойства обусловлены особой упорядоченной структурой составных компонентов "линзы". Она представляет собой пластинку прозрачного кварца, покрытую миллионами крошечных столбиков из диоксида титана, каждый из которых имеет ширину в несколько десятков и высоту в несколько сотен нанометров. Столбики особым образом взаимодействуют со светом, а их массив "нарезает" луч света на отдельные фрагменты и фокусирует каждый подобно тому, как это происходит в обычной линзе.

При этом плоская линза не вызывает присущего традиционной оптике эффекта аберрации, когда лучи света отклоняются от идеальной траектории и вызывают дефекты изображения.

"Эта технология является потенциально революционной, поскольку линза работает в видимой области спектра, что позволяет использовать её во всех видах устройств, от микроскопов до камеры мобильного телефона, – рассказывает старший автор исследования Федерико Капассо (Federico Capasso). – В ближайшее время металинзы будут производиться в больших количествах по тем же технологиям литографии, что процессоры и модули памяти, а их цена будет значительно ниже оптических аналогов".

Учёные искали материал, который не поглощает и не рассеивает свет, а преобразует его с высоким коэффициентом преломления. Кроме того, для масштабирования технологии этот материал должен был широко использоваться в промышленности.

В итоге выбор исследователей пал на диоксид титана, который используется при производстве красок, лаков и солнцезащитного крема. Созданная ими структура из наностолбиков может фокусировать луч в точку диаметром меньше длины волны света. Это означает, что разрешение полученного изображения будет выше, чем у самых дорогих оптических объективов.

"Обычные линзы проходят точную ручную полировку и любое отклонение, любая ошибка при сборке снижает качество изображения, – объясняет в пресс-релизе соавтор исследования Вэй Тин Чэнь (Wei Ting Chen). – Наш объектив с прекрасной производительностью и широкой областью применения можно изготовить за один шаг с помощью литографии".

Многие специалисты сходятся во мнении, что разработка американских учёных является настоящим прорывом и в скором времени новые линзы могут серьёзно изменить ситуацию на рынке электронных устройств от носимых гаджетов до космических телескопов.

Статья авторов новинки опубликована в издании Science (Mohammadreza Khorasaninejad, Wei Ting Chen, Robert C. Devlin, Jaewon Oh, Alexander Y. Zhu, Federico Capasso “Metalenses at visible wavelengths: Diffraction-limited focusing and subwavelength resolution imaging”, 352, 1190 (2016)) . Они подали все необходимые заявки на патенты и активно ищут пути для коммерциализации своей разработки.

___________________________

(от ред. группа профессора Ф. Капассо начала работы в этом направлении около пяти лет назад - в 2012 году в журнале Nano letters была опубликована статья F Aieta, P Genevet, MA Kats, N Yu, R Blanchard, Z Gaburro, F Capasso Aberration-free ultrathin flat lenses and axicons at telecom wavelengths based on plasmonic metasurfaces )

.


Источник: harvard.edu, Вести.ру



Комментарии
Статья Mohammadreza Khorasaninejad1, Wei Ting Chen, Robert C. Devlin, Jaewon Oh, Alexander Y. Zhu1 and Federico Capasso Planar Lenses at Visible Wavelengths выложена на сайте Arxiv.org
Пастух Евфграфович, 10 июня 2016 17:32 
Интересно, чем эту линзу будут закрывать от, например, возможного пожелтения? А то ведь чистить будет трудновато. А если на линзу попадёт солнечный свет? Ну, так минут на дцать, на пикнике? Как это повлияет на её прозрачнсть? Оччень интересно.
По крайней мере, учитывая свойства диоксида титана, животики у фотографов от кишечной палочки Escherichia coli уже не заболят и таракашки в фотике не поселятся, можно опять кушать бешбармак руками, то есть пятью пальцамии

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Дефекты решетки абрикосовских вихрей в периодическом потенциале пиннинга с беспорядком
Дефекты решетки абрикосовских вихрей в периодическом потенциале пиннинга с беспорядком

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.