MIT har skapat en teknologi för produktion av lågkostnads- och högprecisionsoptiska system

MIT-ingenjörer har utvecklat en teknik för att ändra formen på tunna plattliknande material så att

eliminera förvrängningar som genereras av laddadeytbeläggningsmaterial. Med den nya metoden kan ytor böjas till exakta och komplexa former utan att det påverkar kvaliteten på optiken. 

För att uppnå fullständig kontroll över tensornspänning har en grupp forskare under ledning av Yuwei Yao utvecklat en teknik för att applicera kvasi-periodiska celler som består av speciella gitter på baksidan av basen av optiska ytor. Forskarna kallade deras metod stresstensor mesostrukturer.

Basera under ytan innan tillverkningen påbörjasBaksidan av den optiska enheten är belagd med tunna lager av höghållfast film gjord av kiseldioxid. Stressmönster skrivs ut på filmen med litografi så att forskare kan ändra materialets egenskaper inom specifika områden.

Lokala förändringar i filmbeläggningen iolika områden visar var ytan belastas och spänningar bildas. Och eftersom den optiska ytan och beläggningen är bundna, ändrar manipulering av beläggningsmaterialet formen på den optiska ytan.

"Rotera gittret i varje elementär celloch genom att ändra areadelen av de valda områdena kan alla tre komponenterna i spänningstensorfältet kontrolleras samtidigt med en enkel mönstringsprocess”, förklarar Yao.

Förvrängning av kiselskivans yta före ochefter 2D-spänningskorrigering. Plattans planhet har förbättrats med mer än 20 gånger. Bildens skala är förvrängd för tydlighetens skull (höjden på deformationen anges i nm, de horisontella axlarna är i mm). Källa: Yuwei Yao, MIT

Som forskarna noterar, tunna plattornödvändiga för komplexa optiska system på hög nivå, såsom deformerbara speglar, såväl som vid tillverkning av halvledarprodukter. Ny teknik kommer att göra produktionen mer exakt, skalbar och billigare. Detta gäller särskilt för ultralätta system som rymdoptik, där traditionella tillverkningsmetoder inte uppfyller stränga krav. 

Forskare planerar att förbättra teknikenså att ytspänningen kan justeras automatiskt under användning. För att göra detta planerar ingenjörerna att placera sina mesostrukturer på tunna plattor med en piezoelektrisk drivning. Detta kommer att göra det möjligt för tekniken att utökas bortom optik för användning inom mikroelektronik och mjuk robotik.

Läs mer

Är standardmodellen för fysik inte längre relevant? Det viktigaste med det nya arbetet med forskare vid kollideraren

Forskare "återuppväcker" ett gammalt enzym för att föda 9 miljarder människor år 2050

Hittade spår av den starkaste jordbävningen i mänsklighetens historia