破纪录的金属材料可能带来光学技术的革命

  • 小编 发布于 2020-07-09 19:21:49
  • 栏目:科技
  • 来源:工程学习
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破纪录的金属材料可能带来光学技术的革命

金属的原理图,它是由微小的钛波导。右边是单波导的原理图。

传统的镜片——比如在眼镜中发现的镜片——体积大,重量重,只能聚焦有限波长的光线。加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的研究人员开发了一种新型超薄金属,它使用一组微小的、连接在一起的像渔网一样的波导,以破纪录的效率聚焦可见光到红外波段的光。

与传统镜片不同的是,这种金属镜片扁平紧凑,可以做得足够小,以适应日益小型化的设备。这一发展可能会导致太阳能、虚拟现实技术、医学成像、光信息处理以及其他依赖光学的应用领域的突破性进展。

“我们已经克服了被认为是基本的障碍,”这项研究的首席研究员布巴卡尔·坎特说,他是加州大学伯克利分校电子工程和计算机科学副教授,也是劳伦斯·伯克利国家实验室的科学家。“简单地说,这是世界上最薄、最有效、带最宽的平板镜头。”

这项名为“鱼网无色金属(FAM)”的新技术在6月25日发表在《自然通讯》杂志的网络版上。

尽管在过去的十年中已经提出了许多实现平板透镜的方法,但新金属的出现是首次实现这种性能组合。

研究小组展示了它的鱼网无色金属捕获频率范围从640纳米(红橙色光)到1200纳米(红外光)70%的入射光的能力。在波长宽八度波段内,进入网状金属的光会聚焦在透镜另一侧的单一点上。

“我们对这些结果感到非常兴奋,因为许多应用需要同时处理广谱的多个波长,”Kante说。“这是太阳能应用的情况,我们需要集中所有颜色的光来制造高效的太阳能电池或太阳能聚光器。”

坎特说,下一步很好的是开发能够实现大规模生产的工艺。

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