Физики из Германии впервые создали крупную плоскую линзу на базе метаматериала

ТАСС, 26 июня. Немецкие физики разработали новый подход для литографической обработки поверхностей. Он позволяет получать на базе метаматериалов крупные плоские линзы, пригодные для использования в качестве основы для различных научных и бытовых оптических приборов. Об этом сообщила в понедельник пресс-служба Института прикладной оптики и точной инженерии Общества Фраунгофера (IOF).

"Метаповерхности, способные исполнять функции линз, появились давно, однако их размеры были небольшими. Мы впервые смогли разработать технологию, которая позволяет получать подобные плоские линзы диаметром до 30 сантиметров. Иными словами, не мы придумали метаповерхности, но мы первыми поняли, как можно изготовлять крупные линзы на их базе", - пояснил руководитель научной группы в IOF Фальк Айленбергер, чьи слова приводит пресс-служба института.

В последние годы ученые активно изучают свойства так называемых метаматериалов и метаповерхностей - искусственных структур из наночастиц или других миниатюрных элементов, которые могут необычным образом взаимодействовать со светом или другим излучением. Подобные материалы интересны ученым по той причине, что они позволяют создавать "плащи-невидимки", плоские линзы и другие футуристические гаджеты.

Физики разработали новый подход для литографической обработки поверхностей, который позволяет производить крупные плоские линзы. Для этого лист кремния или другого материала обрабатывается при помощи очень узкого пучка из электронов. Их взаимодействия с поверхностью порождают набор из выступов и впадин, управляющих движением света внутри метаповерхностей и метаматериалов.

Технология изготовления плоских линз

Ученые в прошлом уже пытались использовать электронные литографы для изготовления метаповерхностей, однако для обработки каждого квадратного миллиметра таких материалов требовалось очень много времени, что сильно ограничивало конечные размеры устройств. Немецкие физики резко ускорили этот процесс при помощи подхода, который они назвали "проецированием знаков" по аналогии с фотонаборными машинами из печатного дела.

Для его осуществления ученые подготовили набор специальных шаблонов, через которые пропускается электронный луч при обработке материала. Эти шаблоны, повторяющие по своему устройству наборы выступов и впадин на метаповерхности, позволяют увеличить размер обрабатываемой области на несколько порядков при помощи специальных "линз", расширяющих пучок электронов.

Последующие опыты показали, что подобный подход позволяет производить высококачественные плоские линзы диаметром в 30 см при помощи тех же литографических компонентов, которые сейчас применяются в разработке микрочипов. По словам физиков, подобные линзы можно использовать для создания компактных спектрографов, очков виртуальной реальности, плоских фотоаппаратов и других высокотехнологичных гаджетов.

"Эта технология произведет революцию в разработке систем визуализации, так как она одновременно позволяет уменьшить размеры приборов и улучшить их функционал, что в особенности касается компактной оптики. Особенно перспективными подобные линзы будут для создания систем дополненной реальности и оптических компонентов камер в смартфонах", - заключил Айленбергер.