광택 유리는 수세기 동안 이미징 시스템의 중심이었습니다. 정확한 곡률
이 모든 것을 명확하게 볼 수 있도록 초점을 변경하십시오.스케일은 일반적으로 대부분의 현미경과 망원경을 구성하는 기계 부품을 사용하여 기울이거나, 미끄러지거나, 달리 움직여서 렌즈를 물리적으로 움직여야 합니다.
연구원들은 재료의 표면을 새겼습니다.메타표면으로 함께 작동하여 독특한 방식으로 빛을 굴절 또는 반사하는 작고 정밀하게 패턴화된 구조입니다. 재료 속성이 변경되면 메타표면의 광학 기능도 그에 따라 변경됩니다. 이 경우 물질이 실온에 있을 때 메타표면은 빛을 집중시켜 일정 거리에 있는 물체의 선명한 이미지를 생성합니다. 재료를 가열한 후 원자 구조가 바뀌고 이에 대한 응답으로 메타표면이 빛을 더 멀리 떨어진 물체에 초점을 맞춥니다.
따라서 새로운 활성 금속은부피가 큰 기계적 요소 없이 초점을 조정할 수 있습니다. 현재 적외선 이미징을 허용하는 새로운 디자인은 드론용 소형 열화상 카메라, 휴대전화용 초소형 열화상 카메라 및 로우 프로파일 야간 투시경과 같은 보다 유연한 광학 장치를 허용할 수 있습니다.
“우리의 결과는 우리가움직이는 부품이 없는 초박형 조정 가능한 렌즈는 기존의 부피가 큰 광학 시스템에 필적하는 다양한 깊이에 위치한 중첩된 물체의 수차 없는 이미지를 제공할 수 있습니다."
Tian Gu는 MIT 재료 연구소의 연구 과학자입니다.
새로운 렌즈는 다양한 소재로 제작되었습니다.재기록 가능한 CD 및 DVD에 일반적으로 사용되는 자료를 수정하여 팀이 제작한 단계입니다. GST라고 하는 게르마늄, 안티몬, 텔루르로 구성되어 있으며 레이저 펄스에 의해 가열되면 내부 구조가 변합니다. 이렇게 하면 재료가 투명 상태와 불투명 상태 사이를 전환할 수 있습니다. 즉, CD에 저장된 데이터를 쓰고, 지우고, 덮어쓸 수 있는 메커니즘입니다.
올해 초 연구원들은GST에 셀레늄이라는 또 다른 원소를 추가하여 GSST라고 하는 새로운 상변화 물질을 만듭니다. 그들이 새로운 물질을 가열함에 따라, 그것의 원자 구조는 무정형의 무질서한 원자의 얽힘에서 보다 정돈된 결정 구조로 이동했습니다. 이 위상 이동은 또한 적외선이 재료를 통과하는 방식을 변경하여 굴절력에 영향을 주지만 투명도에는 최소한의 영향을 미칩니다.
팀은 사용자 정의가 가능한지 궁금해했습니다.스위칭 용량 GSST는 위상에 따라 특정 지점에서 빛을 유도하고 집중시킵니다. 이 경우 재료는 초점을 이동하는 기계 부품 없이도 능동 렌즈 역할을 할 수 있습니다.
“일반적으로 광학 제품을 만들 때장치는 생산 후 특성을 조정하는 것이 매우 어렵습니다. 그렇기 때문에 이와 같은 플랫폼을 갖는 것은 광학 엔지니어에게 성배이며, 금속 렌즈가 넓은 범위에 걸쳐 효과적으로 초점을 전환할 수 있게 해줍니다.”
Tian Gu는 MIT 재료 연구소의 연구 과학자입니다.
일반 렌즈의 경우 유리가 정밀하게 구부러져 있어입사 광선은 렌즈에서 다른 각도로 굴절되어 렌즈의 초점 거리로 알려진 특정 거리의 한 지점에서 수렴됩니다. 그러면 렌즈는 특정 거리에 있는 모든 물체의 선명한 이미지를 생성할 수 있습니다. 깊이가 다른 물체를 표시하려면 렌즈를 물리적으로 움직여야 합니다.
고정관념에 의존하기 보다는연구진은 직사광용 재료의 곡률을 고려하여 GSST 기반 메탈렌을 재료의 위상에 따라 초점 거리가 변하도록 변경하려고 했습니다. 새로운 연구에서 그들은 1미크론 두께의 GSST 층을 제작하고 GSST 층을 다양한 방식으로 빛을 굴절시키는 다양한 모양의 미세 구조에 에칭하여 메타표면을 생성했습니다.
그들은 그것을 배치하여 새로운 금속을 테스트했습니다.무대에 올려지고 적외선 범위의 빛에 맞춰진 레이저 빔으로 조명됩니다. 렌즈 앞의 특정 거리에 광학 시스템을 테스트하는 데 일반적으로 사용되는 해상도 다이어그램으로 알려진 수평 및 수직 줄무늬의 양면 패턴으로 구성된 투명한 물체를 배치했습니다.
초기 비정질 상태의 렌즈는 선명한첫 번째 패턴의 이미지입니다. 그런 다음 그룹은 렌즈를 가열하여 재료를 결정질 상으로 변환합니다. 전환 후 멀리 떨어진 열원으로 렌즈는 똑같이 선명한 이미지를 생성했으며 이번에는 더 먼 줄무늬 세트를 생성했습니다.
실험은 metalens가 할 수 있음을 보여줍니다.기계적 움직임 없이 능동적으로 초점을 변경합니다. 연구원들은 금속 렌즈가 내장 마이크로 히터로 잠재적으로 짧은 밀리초 펄스로 재료를 빠르게 가열할 수 있다고 말합니다. 가열 조건을 변경하여 다른 재료의 중간 상태로 조정할 수도 있어 지속적인 초점 조정을 제공합니다.
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