一种新的透镜技术,可以生产使用标准计算机芯片技术是新兴的,可能会取代传统的笨重的层和复杂的几何图形弯曲的镜头。平坦的镜头,与传统的同行不同,相对轻量级的和基于光学纳米材料称为metasurfaces。当metasurface的亚波长纳米结构形成一定的重复模式,模拟复杂的曲率,折射光,但少批量和一种改进的能力聚焦光,减少失真。然而,大多数这些纳米设备是静态的,这限制了它们的功能。
费德里科•卡帕索,一个哈佛大学应用物理学家,美国,和丹尼尔·洛佩兹,组长的纳米加工和设备在阿贡国家实验室,美国已经开发出一种设备,集成了中红外光谱metalenses在微机电系统(MEMS)。研究人员报告了他们的发现APL光子学。
微机电系统是一个基于电路技术,结合了微电子、计算机芯片中,包括机械的微观结构作动器和齿轮。无处不在的从手机到安全气囊,若设备,电器和光学、MEMS制造使用相同的技术用于集成电路在典型的计算机芯片。
“密集集成成千上万的单独控制lens-on-MEMS设备到一个硅片将允许前所未有的控制和操纵的光场”,洛佩兹说。
研究人员形成了metasurface镜头使用标准光刻技术在一个绝缘体与2-µm-thick顶级设备晶片层,200 nm氧化埋层和一个600 -µm厚处理层。然后,他们把平板透镜到MEMS扫描仪,本质上高速的光学路径长度的微镜偏转光调制。他们一致的镜头MEMS的中央平台和固定在一起沉积铂的小块。
“我们MEMS-integrated metasurface透镜可以电动控制原型不同平面透镜的角位移,能扫描焦斑数度”,洛佩兹说。“此外,这个概念与MEMS集成metasurface-based平眼镜扫描仪可以扩展到可见光和电磁波谱的其他地方,这意味着潜在的应用在更广阔的领域,比如MEMS-based显微镜系统、全息投影成像、激光雷达(光探测和测距)扫描仪和激光打印”。
当静电驱动、微机电系统平台控制镜头在两个正交轴的角度,使扫描平面透镜焦斑的约9°方向。研究人员估计,聚焦效率约为85%。
”这样的metalenses可以大规模生产相同的计算机芯片制造技术和未来,将取代传统的镜头在范围广泛的应用程序”,卡帕索说。
