Ученые создали самую тонкую линзу на Земле, используя квантовую физику
Квантовое явление позволило ученым разработать линзу толщиной всего в три атома, которая считается самой тонкой из когда-либо созданных.
Как ни странно, инновационный подход позволяет проходить свету большинства длин волн насквозь — особенность, которая могли бы видеть, что у нее есть огромный потенциал в оптоволоконной связи и гаджетах, таких как очки дополненной реальности.
Исследователи из Амстердамского университета в Нидерландах и Стэнфордского университета в США, изобретшие линзу, говорят, что их инновация будут продолжать исследования линз этого типа, а также миниатюрных электронных систем.
«Линзу можно использовать в приложениях, где обзор через линзу не должен мешать, но небольшая часть света может можно использовать для сбора информации», — говорит Йорик ван де Гроеп, научный из Амстердамского университета.
Вместо того, чтобы использовать изогнутую поверхность прозрачного материала для преломления света в процессе преломления, входящие волны фокусируются с помощью ряда рифленых краев с помощью дифракции.
Эта технология, известная как линза Френеля или линза с зональной пластиной, веками использовалась при производстве тонких и легких линз, подобных тем, которые используются в маяках.
Чтобы дать Используя метод квантового ускорения, исследовательская группа выгравировала концентрические кольца на тонком слое полупроводника, называемого дисульфидом вольфрама (WS2). Когда WS2 поглощает свет, его электроны движутся определенным образом, оставляя зазор, который можно рассматривать как своего рода частицу в его Права собственности.
Вместе электрон и его «дырка» составляют образуют так называемый экситон, который обладает свойствами, которые способствуют эффективности фокусировки очень определенных длин волн света, пропуская при этом волны других длин волн. проходить сквозь него без изменений.
Размер колец и расстояние между ними позволяли линзе фокусировать красный свет на расстоянии 1 миллиметра. Команда обнаружила, что пока линза работает при комнатной температуре, при более низких температурах ее возможности фокусировки становятся еще более эффективными.
Далее исследователи хотят провести дополнительные эксперименты, чтобы увидеть, как ведут себя экситоны. можно манипулировать дальше, чтобы улучшить эффективность и возможности линзы. Будущие исследования могут включать в себя оптические покрытия, которые можно будет наносить, например, на другие материалы, а также изменения электрического заряда.
«Экситоны очень чувствительны к плотности заряда в материале, и поэтому мы можем изменить показатель преломления материала путем приложения напряжения», — говорит ван де Гроеп.
Исследование опубликовано в журнале Nano Letters.
