Исследование издано по своей природе Нанотехнологии.Сосредотачивая весь видимый спектр и белый свет – комбинация всех цветов спектра – так сложна, потому что каждая длина волны перемещается через материалы на различных скоростях. Красные длины волны, например, переместятся через стекло быстрее, чем синий, таким образом, два цвета достигнут того же самого местоположения в разное время, приводящего к различным очагам.
Это создает искажения изображения, известные как хроматические аберрации.Камеры и оптические инструменты используют многократные кривые линзы различных толщин и материалов, чтобы исправить эти отклонения, который, конечно, добавляет к большой части устройства.«У металинз есть преимущества перед традиционными линзами», говорит Федерико Капассо, профессор Роберта Л. Уоллеса Прикладной Физики и Винтона Хейз Старший Научный сотрудник в Электротехнике в МОРЯХ и ведущем авторе исследования. «Металинзы тонкие, легкие изготовить и экономически выгодный. Этот прорыв расширяет те преимущества через целый видимый диапазон света.
Это – следующий большой шаг».Офисный из разработки технологий (OTD) Гарварда защитил интеллектуальную собственность, касающуюся этого проекта, и исследует возможности коммерциализации.Металинзы, разработанные Capasso и его командой, используют множества наноплавников диоксида титана, чтобы одинаково сосредоточить длины волны света и устранить хроматическую аберрацию. Предыдущее исследование продемонстрировало, что различные длины волны света могли быть сосредоточены, но на различных расстояниях, оптимизировав форму, ширину, расстояние и высоту наноплавников.
В этой последней модели исследователи создали единицы соединенных наноплавников, которые контролируют скорость различных длин волны света одновременно. Соединенные наноплавники управляют показателем преломления на метаповерхности и настроены, чтобы привести к различным временным задержкам для света, проходящего через различные плавники, гарантировав, чтобы все длины волны достигли центрального пятна в то же время.«Одна из самых сложных задач в проектировании бесцветной широкополосной линзы удостоверяется, что коммуникабельные длины волны от всех различных пунктов металинзы прибывают в центр в то же время», сказал Вэй Тин Чэнь, постдокторант в МОРЯХ и первый автор статьи. «Объединяя два наноплавника в один элемент, мы можем настроить скорость света в наноструктурированном материале, чтобы гарантировать, что все длины волны в видимом сосредоточены в том же самом месте, используя единственную металинзу. Это существенно уменьшает толщину и сложность дизайна по сравнению со сложными стандартными бесцветными линзами».
«Используя нашу бесцветную линзу, мы в состоянии выполнить высококачественное, белое легкое отображение. Это приносит нам один шаг ближе к цели слияния их в общие оптические устройства, такие как камеры», сказал Александр Чжу, соавтор исследования.
Затем, исследователи стремятся расширять линзу приблизительно к 1 см в диаметре. Это открыло бы большое количество новых возможностей, таких как применения в виртуальном и дополненной реальности.
Данная статья была создана в соавторстве Вышахом Санйеевым, Mohammadreza Khorasaninejad, Чжуцзюнь Ши и Эриком Ли. Это было частично поддержано Офисом Военно-воздушных сил Научного исследования.
Эта работа была выполнена частично в Центре Наноразмерных Систем (ЦНС), член National Nanotechnology Coordinated Infrastructure (NNCI), которая поддержана Национальным научным фондом.