麻省理工学院的一项研究工作已经开发出一种有源变焦超透镜,对于光学设备,无人机和照相机等应用,该透镜不需要变形或物理移动。
根据Max Consulting的报告,麻省理工学院(MIT)最近设计了一种可调节焦距的超透镜,可以在不改变透镜位置或形状的情况下聚焦在不同距离的物体上。
这款超级镜头无需物理移动其镜头元件,也无需使用各种机械致动器来实现物理移动的效果即可实现变焦,这将为移动电话或夜视镜带来新的应用。
麻省理工学院开发的超级透镜不是由传统的光学材料制成,而是由可以改变其固相(原子结构)从而改变其光学特性的透明化合物制成。
这项研究已发表在《自然通讯》杂志上。
“一般来说,在加工和制造之后很难调节光学部件的光学特性。
因此,我们开发的平台就像光学工程师的圣杯一样。
它可以使超透镜在较大范围内有效。
飞涨”。
麻省理工学院的米哈伊尔·沙拉吉诺夫(Mikhail Shalaginov)说。
超透镜表面的显微图像(照片来源:麻省理工学院)由于纳米结构或材料表面的其他修饰而具有新特性的超颖表面在许多应用中正变得越来越有吸引力。
研究人员目前正在开发各种制造技术来构造超表面。
尽管此类组件的调谐范围和光学效率具有一定的局限性,但有源可调谐超颖表面仍然是研究的主题。
根据麻省理工学院的这项研究,由于设计的复杂性以及对计算效率设计和验证方法的需求,通过有源超表面进行波前整形在很大程度上是一项尚未探索的挑战。
通过使用称为GST的锗,锑和碲的相变化合物可以解决此问题,当提供适当的热量时,该相变化合物可以在透明状态和不透明状态之间切换。
麻省理工学院对这类化合物进行了修饰,并添加了硒以形成GSST。
当这种类型的材料发生相变时,它会从无定形结构变为晶体结构,这反过来会影响材料的折光力,但不会影响其透明度。
连续的聚焦项目团队在氟化钙衬底上准备了一个1微米厚的GSST层,并通过将GSST层蚀刻成各种形状的各种结构特征来创建了超表面。
根据该理论,当GSST处于非晶态时,一组表面结构将与入射光相互作用,而当GSST转换为晶态时,其他表面结构将与入射光相互作用,从而改变GSST的宏观光学特性。
该材料。
麻省理工学院材料研究实验室的天谷说,不同的表面结构与入射光有不同的相互作用(图片来源:麻省理工学院)。
需要仔细设计所使用的图案和样式。
通过掌握材料相变的光学特性,我们可以设计特定的图案,以使超透镜聚焦在非晶态的某个点上,并在相变为结晶态后聚焦在另一个上。
一分”。
在项目研究人员使用红外激光光源和有图案的目标物体发出的光进行的实验中,超级透镜使用超级透镜在加热引起的相变之前生成目标物体的清晰图像。
加热导致材料发生相变后,超级镜头会产生另一个目标物体的相同清晰图像,该目标物体距离更远。
这证明了无需光学组件的任何机械运动就可以实现两个不同距离处的物体成像。
对于这种用于概念验证的超级镜头,研究人员使用了炉内退火来产生相变效果。
研究团队认识到,对于相同原理的光学组件的未来商业应用,将需要某种形式的电子开关。
根据麻省理工学院的研究,这可以通过使用集成的微型加热器以短毫秒的脉冲加热材料来实现。
相同的方法还可以创建其他中间阶段,以实现连续的焦点调整。
Mikhail Shalaginov说:“这就像制作牛排:从生牛排开始,您可以将其完全煮熟,中度稀少或