به گزارش ایسنا به نقل از آی ای، دانشمندان در سوئیس یک لنز فوق العاده نازک فلزی توسعه داده اند که نور نامرئی فروسرخ را با نصف کردن طول موج آن به نور مرئی تبدیل می کند و از الگوهای نانوسکوپی روی ماده کریستالی ویژه «نیوبات لیتیم» (lithium niobate) بهره می برد. این لنز ۴۰ برابر نازکتر از موی انسان است.
این گروه تحقیقاتی به سرپرستی «ریچل گرانج» (Rachel Grange)، استادیار در رشته اپتیک مجتمع و نانوفوتونیک های غیرخطی در «مؤسسه فناوری فدرال زوریخ» (ETH)، نور را به گونه ای خم و تغییر شکل دادند که پیش از این با لنزهایی ۴۰ برابر نازکتر از موی انسان غیرممکن بنظر می رسید. این موفقیت، راه را برای ایجاد اجزای نوری جمع وجور و با کارایی بالا هموار می کند.
این لنز جدید میتواند مانند یک لنز شیشه ای نور را متمرکز کند و طول موج نور ورودی را نصف کند و نور فروسرخ را به طیف مرئی منتقل کند. طبق گفته تیم تحقیقاتی، این پیشرفت میتواند فناوری های مبتنی بر فروسرخ از جمله دید در شب و تصویربرداری حرارتی را به طرز قابل توجهی کوچکتر، مقرون به صرفه تر و آسان تر کند.
بازنگری قوانین فروسرخ
این لنز از «نیوبات لیتیوم» ساخته شده است که ماده ای فلزی- اکسیدی است که در مخابرات برای تبدیل سیگنال ها بین فرمت های الکترونیکی و نوری استفاده می شود. این لنز پیشگام به یک روش جدید برای شکل دهی ماده در مقیاس نانو متکی است. برای این تحقیق،« گرانج» و تیمش روشی ایجاد کردند که تلفیق شیمیایی را با مهندسی نانوی دقیق ترکیب می کند.
«اوله- لیندا تالتس» (Ülle- Linda Talts) دانشجوی دکترا در «ETH» گفت: این محلول حاوی پیش سازهای کریستال های« نیوبات لیتیوم» است که میتواند در حالت مایع مهر و موم شود. زمانی که دما به ۱۱۱۲ درجه فارنهایت برسد، مواد مهر و موم شده به یک ساختار کریستالی با خواص نوری بی نظیر تبدیل می شود.
تولید نانوساختارهای «نیوبات لیتیوم» با استفاده از روش های سنتی چالش برانگیز است. این فناوری به دلیل پایداری بی نظیر این ماده برای تولید انبوه مناسب است، زیرا قالب معکوس با قابلیت استفاده مجدد، باعث تسریع و بهینه سازی فرآیند ساخت می شود.
تجربیات آزمایشگاهی انجام شده توسط این تیم نشان داد که این لنز میتواند نور لیزر فروسرخ با طول موج ۸۰۰ نانومتر را بگیرد و آنرا به نور بنفش مرئی در طول موج ۴۰۰ نانومتر تبدیل و آن را در یک نقطه متمرکز کند.
راه حل پیشگامانه
پژوهشگران اشاره کردند که این فناوری میتواند در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرد. «فرالنزها» (metalenses) و نانوساختارهای تولیدکننده هولوگرام می توانند به عنوان خواص امنیتی در اسکناس ها عمل کنند و از ساختار منحصر به فرد و خواص تبدیل نور خود برای کمک به تأیید اعتبار استفاده کنند.
به گفته تیم تحقیقاتی، این فناوری میتواند تجهیزات «چاپ سنگی» (lithography) با پرتو فرابنفش را ساده تر و کارآمدتر کند تا نسل بعدی نیمه رساناها را در تولید بسازد و منجر به سامانه های تصویربرداری کوچکتر و قوی تر در علم و پزشکی شود. توسعه عناصر نوری فوق العاده نازک، زمینه ای جدید در مطالعات است که در برخورد علم فیزیک، مواد و شیمی ظهور یافته است.
گرانج در یک بیانیه مطبوعاتی خاطرنشان کرد: ما هنوز کاربردهای دیگر این فناوری جدید و مقرون به صرفه را کشف نکرده ایم و بسیار هیجان زده ایم که ببینیم این نوع فناوری چه تأثیری در آینده خواهد داشت.
این مطالعه در مجله Materials Advanced منتشر شده است.
- 13
- 5
