| www.gizmag.com

Тончайшие графеновые оптические линзы позволят обойти ограничения эффекта дифракции

The graphene lens developed at Swinburne University of Technology is one billionth of a meter thick (Credit: Swinburne University of technology)

При разработке новых оптоэлектронных чипов, содержащих миниатюрные элементы, исследователи сталкиваются с проблемой миниатюризации стеклянные линз до нано-размеров. Группа из Технологического университета Свинбурна, Автралия, предложила им замену - графеновые плоские микролинзы, толщина которых порядка микрона.

При помощи таких линз можно сфокусировать изображения объектов, соизмеримых с бактериями. Применение этой технологии  позволит в дальнейшем в смартфонх, компьютерах, спутниках использовать оптоэлектронные элементы, что значительно повысит быстродействие приборов.

Миниатюризацию обычных стеклянных линз, ограничивает так называемый дифракционный предел, который является теоретическим пределом разрешающей способности линзы. Предпринимались попытки преодоления этого ограничения задействовав такие методоы, как голография, интерферометрия, лазерные и электронные технологии. Однако, эти решения оказались малотехнологичными и дорогостоящими.

Еще одним методом преодоления дифракционного ограничения является использование сверхтонких плоских линз, которые представляют собой концентрические круги, изготовленные на поверхности материала, и, работающие как крошечные линзы Френели. Такие линзы успешно изготавливают  из золота и других металлов, но такой метод не очен технологичен в условиях массового производства.

Технология изготовления графеновых линз началась с экспериментов аспиранта Хайоруи Чжена (Xiaorui Zheng) из Центра микрофотоники. Он распыляли раствор окиси графена на подложку, нанося несколько графеновых слоев подряд. А для формирования концентрических кругов  использовался лазерный луч. В результате удалось изготовить сверхтонкие графеновые микролинзы, толщиной в 300 раз меньше толщины листа бумаги.

Новые графеновые микролинзы обладают гибкостью и могут, обходя дифракционный предел, фокусировать изображения объектов, размерами в 200 нанометров в диапазоне видимого и ближнего инфракрасного света при фокусном расстоянии менее половины длины волны света.

Если технология изготовления графеновых микролинз будет доработана до промышленного уровня, этому элементу найдется применение не только в области микроскопии. Такие линзы могут быть задействованы для изготовления крошечных датчиков-эндоскопов, в качестве замены обычных линз в спутниковах системах, а также для увеличения эффективности работы фотонных чипов, - основы суперкомпьютеров следующих поколений.
 

Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль