【矽納米棒使光彎曲的新方向】

明道

【矽納米棒使光彎曲的新方向】

 

旋流納米棒： 製成的矽軸棱錐透鏡

由美國的研究人員已創建任意操縱的相位和電磁波的極化的超薄塗層。

該塗料是由矽納米棒使用一種技術，是與光刻等工業過程相容。

研究人員說該塗料可用於太笨重比傳統鏡頭的光學元件的新類型。

這項技術甚至可以用來彎曲光線不可能與常規鏡頭的方式。

費馬原理 — — 光沿的最小時間路徑的規則 — — 說電磁波沿的路徑他們積累最小相位。

在介質中較高的折射率，波長縮短和如此一波堆積更多階段在相同的距離。

波因此遷就正常人來減少在中期和積累階段的路程。

操縱 metasurface

在常規光學元件 （如一個鏡頭，階段不斷積累以及波傳播，這決定了從鏡頭出現的波的性質。

然而，如果波的相位可以改變間斷在表面 （稱為 metasurface），然後波能，原則上，操縱不可能與傳統的光學的方式。

雖然這是簡單的理論，物理學家面臨的挑戰是如何創建使用真材實料的這種相位不連續。

在 2011 年由Federico Capasso和澤諾 Gaburro領導的哈佛大學的研究人員覆蓋表面與 V 形金天線以使用表面引入任何所需的相移到光波通過它。

這允許可見光任意重定向，則使用這種方法的兩個主要問題。

第一，表面的金屬性質意味著大多數的可見光光就會丟失它穿過表面。

第二，薄層是金屬的非常難以共事和與互補型金屬氧化物半導體 (CMOS) 工藝用於製造現代電子設備不相容。

在新的研究中，馬克 Brongersma和加利福尼亞州斯坦福大學的同事們使用無損矽光學天線。

當由特定頻率的光 （這可以通過改變其直徑選擇） 照亮，天線將強烈共鳴。

這將導致光波來接取決於天線的極化軸的相對取向相移。

通過適當調整取向和天線之間的距離，表面可以傳授任何所需的相移到光。

這使得研究者要複製批量透鏡與納米棒只是 100 毫微米厚厚一層的功能。

阱和貝塞爾光束

團隊是能夠創建各種類型的"透鏡"使用這種技術。這些包括傳統聚焦透鏡和棱鏡。

後者是透鏡的一種特殊的錐形變成貝塞爾光束 — — 環形光束在光學鑷子和眼科手術中使用的普通雷射光束。

光學的倫敦帝國學院的John Pendry專家留下深刻印象。

如果有人在電子或光電子遊戲想要使用一種材料，它必須是矽，他解釋道。

你可以放下矽非常平坦，非常精確地塑造它。

金屬遠是矽的精度和控制你能發揮他們 ；所以，如果你可以翻譯成矽環境技術 （如 metasurfaces，你將成為真正的勝利者因為你完全可以鉤這已經開始了半個世紀現在的潮流。

我認為英特爾或其他公司基於 CMOS 技術可以實現這種 metasurface 現在

以色列科學 Erez 紅顏

 在實驗中，採用電子束刻蝕法，製備了 metasurfaces，但是團隊成員 Erez 紅顏，現在在以色列科學技術研究所在海法，說商業公司可以使用光刻等工業過程的大批量生產。

我認為英特爾或其他公司基於 CMOS 技術可以實現這種 metasurface 現在，他說。

"的理論概念，實際上，並不令人驚訝的在這一點上，但事實上他們建造了它和它的工作原理是很有趣，同意Andrea Alù，metasurfaces 在 Austin 德克薩斯大學的專家。

他期待著的發展是不可能的正常鏡頭的光學元件。

紅顏表明那個第一次這種用途可能介面波導具有可用空間。

一般情況下，鐳射諧振腔或一種波導的模式是非常複雜和不同的方式自由的空間，他說。

耦合兩個在一起，以便它們，之間傳遞的信號他解釋說，是很難使用的鏡頭或棱鏡但應該沒有問題使用 2D metasurface。

這項研究發表在科學.

關於作者

Tim Wogan 是一個總部設在英國的科學作家

 

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2014%2Faug%2F04%2Fsilicon-nanorods-bend-light-in-new-directions