211service.com
Hvorfor metalenses er i ferd med å revolusjonere chip-making
SEM-bilde (betraktningsvinkel vippet 30°) av metallene med fokus på U-form Metalens med kunstig fokusmønster
En av de mer fantastiske nye mikroenhetene i horisonten er metalens. Denne redesignen av den tradisjonelle pastillformede linsen er en skivetynn skive av silisiumdioksid med et mønster av bittesmå grøfter skåret inn i overflaten. Grøftene har omtrent samme størrelse som lysets bølgelengde og påvirker passasjen av fotoner gjennom platen, og bringer dem til et fokus.
Det gjør disse platene til flate linser. Men den virkelige fordelen er at de kan skjæres på vanlige silisiumbrikker og dermed lages på samme fabrikasjonslinjer.
Det er et stort skritt. Til nå har linser alltid blitt laget separat og deretter satt sammen til optiske komponenter. Bruk av metalenses vil gjøre det mulig å lage enheter som kameraene i smarttelefoner mye enklere og billigere. Metalenses kan til og med tillate helt nye design av optiske komponenter som optiske brikker.
Nå avslører Mao Ye og kollegene ved University of Michigan et annet triks: et sett med metallenses som fokuserer lyset inn i et spesifikt mønster i stedet for til et punkt. Det har implikasjoner for brikkeprodusenter som bruker lys til å skjære ut spesifikke mønstre på overflaten av en silisiumplate.
Den nye teknikken er i prinsippet enkel. Tanken er at et bestemt mønster av skyttergraver bringer lys til et bestemt fokuspunkt. Men forskerne legger så til et annet mønster med et litt annet fokuspunkt som overlapper det første. Dette skaper en fokuslinje.
Å legge til flere mønstre med forskjellige overlappende fokuspunkter øker kompleksiteten til det resulterende mønsteret. I prinsippet er det mulig å lage hvilket som helst fokalmønster.
Dere og co demonstrerer teknikken ved å lage metalenses med et fokalmønster i form av en U og form av en M. Denne proof-of-princip-demonstrasjonen viser hvordan linjer og kurver kan kombineres for å skape mer komplekse mønstre. Vi har foreslått og demonstrert en ny tilnærming for å lage metalenses som fokuserer lys til et kunstig designet mønster i stedet for et punkt, sier de.
Teknikken har et bredt spekter av bruksområder som involverer stråleforming: for laserskjæring, gløding og selektiv krystallisering, for eksempel. Men det er i chipproduksjon der teknikken har mest lovende. På grunn av den store energitettheten som konsentrerer seg om mønsteret, kan metallenses av denne typen potensielt brukes på neste generasjons nano-litografi med målrettet mønster påtrykt linsen, sier Ye og co.
Det er forbedringer som fortsatt venter. Metalenses designet av Ye og co arbeider med en enkelt bølgelengde - i dette tilfellet rødt lys med en bølgelengde på 685 nanometer.
Men andre grupper har designet metalenses som fokuserer lys over en rekke bølgelengder. Å bruke de samme teknikkene her bør føre til metallenses med fokale mønstre som fungerer for flere bølgelengder.
Det er interessant arbeid som viser hvordan metalenses kommer til å ha en betydelig innvirkning i de kommende månedene og årene.
Ref: arxiv.org/abs/1906.10681 : Metalens med kunstig fokusmønster