Области наноотверстий позволяют создать новый тип линз
 Внешний вид нового типа линз, фокусирующих свет широкого спектрального диапазона. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Плазмоника – новый раздел фотоники, использующий в своих целях так называемые поверхностные плазмонные поляритоны: квазичастицы, введенные для учета взаимодействия света со свободными электронами, колеблющимися около поверхности металла. Данные частицы играют ключевую роль в оптических свойствах металлов.
Несколько лет назад во время экспериментов было обнаружено, что плазмонные структуры, созданные при помощи серии наноуглублений на поверхности металла, могут фокусировать свет. Естественно, были сделаны попытки сформировать на основе таких структур фокусирующие линзы. Однако подобные плазмонные линзы было чрезвычайно тяжело сделать, т.к. процесс требовал создания достаточно сложной поверхностной конфигурации. Кроме того, подобные структуры могут оперировать только с какой-то конкретной длиной волны и не могли бы использоваться для работы с некоторой спектральной полосой.
Но недавно исследователи из Northwestern University (США) предложили новый тип микролинз, основанный на двумерном массиве круглых наноотверстий, которые не имеют ограничений, традиционно связываемых как с обычными линзами, так и с плазмонными структурами. В отличие от традиционных линз, новый тип не требует инженерии, основанной на свойствах волнового фронта для фокусировки. За счет сложных явлений, происходящих на поверхности, линза с одними и теми же отверстиями может подойти для разных длин волн. Это означает, что один и тот же образец может фокусировать излучение достаточно широкого спектрального диапазона с длиной волны от 500 до 780 нм. Это достаточно необычно для дифракционной линзы и вдвойне интересное от того, что «рабочая» область лежит в видимом для человеческого глаза диапазоне.
Учитывая особенности производства поверхностных наноотверстий размерами несколько нанометров, подобные линзы могут быть легко масштабированы на достаточно большую площадь. Это может обеспечить высокую пропускную способность. Подобные устройства крайне важны для развития микрооптоэлектроники во всех ее практических применениях.
Расчет, проведенный группой, показывает, что в процессе фокусировки с помощью нового типа линз участвуют параллельно два явления, как дифракция, так и плазмонные эффекты. Именно они обеспечивают широкополосные свойства новой линзы.
Разработанный тип линз может использоваться для самых разнообразных применений, начиная с интегрированных оптических цепей, фиксации света широкого спектра, многоканальных оптических коммуникаций и многого другого. Одна из основных областей, где новые линзы могут быть полезны «в быту» – это многоцветное стерео-изображение.
Также по теме:
- Новая техника позволит уменьшить характерные размеры наноструктур на 45%
- На повестке дня – лазеры из углеродных нанотрубок
Источники: