華盛頓——研究人員設計了可機電重構的超薄光學元件,可以逐像素地進行控制和編程。這些多功能的超表面可以提供一種新的基于芯片的方法來實現(xiàn)對光的納米級控制,從而實現(xiàn)更好的光學顯示、信息編碼和數(shù)字光處理。
“超表面是超薄且緊湊的光學元件,可用于操縱光的振幅、相位和偏振,”中國北京理工大學研究小組負責人李家芳說。“盡管大多數(shù)超表面都是靜態(tài)和被動的,但我們創(chuàng)造了響應靜電力而機械變形的超表面。”
在光學學會 (OSA) 期刊Optics Express 中,研究人員描述了他們?nèi)绾问褂檬芗艏垎l(fā)的納米級技術創(chuàng)建新的超表面,剪紙是一種包括切割和折疊的折紙變體。這使他們能夠創(chuàng)建微小的單元,當施加電壓時,這些單元從 2D 設計轉(zhuǎn)變?yōu)?3D 結構。
“我們能夠使用我們的可重構超表面創(chuàng)建動態(tài)全息顯示,”李說。“這些光學元件可能會導致具有光學多任務處理和可重寫功能的新型設備。例如,它們還可用于實時 3D 顯示器和高分辨率投影儀。”
從 2D 轉(zhuǎn)換為 3D 的螺旋圖案
為了創(chuàng)造新的超表面,研究人員設計了兩個組合螺旋的重復二維圖案,這些螺旋被蝕刻到金納米膜中并懸浮在二氧化硅柱上方。這些單元排列在一個方形格子中,每個單元之間只有兩微米的空間。當施加電壓時,螺旋會因靜電力而變形。這種可逆和可重復的轉(zhuǎn)換可用于動態(tài)調(diào)制超表面的光學特性。
研究人員使用他們的新方法制作了兩種類型的超表面,用于逐個像素地控制光。一個超表面使用相同的電壓使每個單元變形,但具有螺旋結構,結構圖案各不相同,以產(chǎn)生不同的變形高度。第二個超表面使用施加到每個單元的不同電壓來實現(xiàn)具有相同結構模式的單元的不同變形高度。
標簽:
免責聲明:本文由用戶上傳,如有侵權請聯(lián)系刪除!