Laisvos formos optika kartu su meto paslaugomis, kad būtų išvengta „šiurkščių akių“

„Metaform“ yra naujas optinis komponentas, kurį, pasak Ročesterio tyrėjų, galima derinti su nemokama žirgo optika, kad būtų sukurtos naujos kartos AR / VR ausinės ir akiniai. Paskola Ročesterio universiteto iliustracija / Michael Osadziv

Vaizdas yra viskas, kas yra 20 mlrd. USD AR / VR akinių rinkoje. Vartotojai ieško kompaktiškų, lengvų akinių, kurie pateiktų aukštos kokybės vaizdus su socialiai priimtina optika, kuri neatrodo kaip „klaidos akys“.

Ročesterio universiteto Optikos instituto mokslininkai sukūrė naujų funkcijų, kad šie rezultatai būtų kuo didesni. Popieriuje Mokslo pažangaJie apibūdina nemokamos žirgo optikos spausdinimą nanofotoniniu optiniu elementu, vadinamu „tarpiniu“.

„Metasurface“ yra tikras mažų, sidabrinių, nanometrinių struktūrų miškas ant plonos metalinės membranos, iš anksto sulygintas su laisvai optiniu arkliu, realizuojantis naują optinį komponentą, mokslininkai vadina metforma.

Metaform sugeba nepaisyti įprastų atspindėjimo dėsnių, rinkdamas matomus šviesos spindulius, patenkančius į AR / VR akinius iš visų kampų, transformuodamas juos tiesiai į žmogaus akį.

Kvantinės optikos ir kvantinės fizikos profesorius Nickas Vamivakas nanodalelių struktūras prilygino nedidelio masto radijo antenoms. “Kai įjungiame įrenginį ir apšviečiame jį tinkamu bangos ilgiu, visos šios antenos pradeda svyruoti, skleisdamos naują šviesą, kuri teka pasroviui link norimo vaizdo.”

„Metapaviršiai taip pat vadinami„ glotnia optika “, todėl rašant paviršius ant laisvos formos optikos sukuria visiškai naują optinį komponentą“, – sako Janas Annickas Rolandas, Brianas Th. Thompsono optikos inžinerijos profesorius – laisvos formos optikos centro direktorius.

– priduria Rolandas. „Tokio tipo optinius komponentus galima pritaikyti bet kokiems veidrodžiams ar lęšiams, todėl jau randame pritaikymą kitų tipų komponentams, pavyzdžiui, davikliams, nešiojamoms kameroms.

Kodėl nepakako nemokamos žirgo optikos?

Pirmajai demonstracijai prireikė daugybės metų.

Tikslas yra nukreipti matomą šviesą, patenkančią į AR / VR akinius, į akį. Tai padės naujam įrenginio optinės erdvės kombinatoriui. Tačiau kai augalas yra nemokamos žirgo optikos dalis, kuri lenkiasi aplink galvą, kad atitiktų akinių matuoklį, ne visa šviesa nukreipiama į akį. Vien laisvos formos optika negali išspręsti šio konkretaus iššūkio.

Kas yra nemokama žirgo optika?

Laisvos formos optika yra besivystanti technologija, kuri naudoja lęšius su veidrodiniais paviršiais, neturinčiais simetrijos ašies optiniame skersmenyje ar išorėje, kad būtų sukurti lengvesni, kompaktiškesni ir efektyvesni optiniai prietaisai nei bet kada anksčiau.

Programos apima 3D vaizdą, didinimą, virtualią realybę, infraraudonųjų spindulių, karines optines sistemas, efektyvų automobilių LED apšvietimą, energijos tyrimus, nuotolinį stebėjimą, puslaidininkių gamybą, tikrinimą, medicinos ir pagalbines technologijas.

Rollandas, „Bauer“. Laisvos formos optikos centro partneriai neseniai paskelbė „Optica“ straipsnį, kuriame aprašyta ši technologija, įskaitant ankstyvą lęšių kūrimą be besisukančios simetrijos. Nemokamos arklių optikos projektavimas, gamyba, bandymas և surinkimas; pagrindinė teorija հեռ ateities perspektyva.

Štai kodėl tyrėjai turėjo naudoti sąsają kurdami naują optinį komponentą.

„Šių dviejų technologijų, nemokamų arklių sąsajų integravimas, supratimas, kaip jie abu sąveikauja su šviesa, ir jų panaudojimas norint gauti gerą vaizdą, buvo didelis iššūkis“, – sakė „Roland Research Group“ optikos inžinierius Danielis Nikolovas.

Sukčiavimo iššūkis

Rolandas sako, kad dar viena kliūtis buvo panaikinti atotrūkį nuo nano skalės iki masto. Faktinis fokusavimo įtaisas yra apie 2,5 milimetro pločio. Bet ir tai yra 10 000 kartų didesnė už mažiausią nanostruktūrą, įspaustą nemokamoje arklio optikoje.

„Kalbant apie dizainą, tai reiškė laisvo žirgo objektyvo keitimą, nanostruktūrų paskirstymą ant objektyvo, kad abu veiktų kartu, taigi jūs gausite gerą optinio našumo prietaisą“, – sako Nikolovas.

Tam „Roland Group“ optikos inžinieriui Aaronui Baueriui reikėjo rasti būdą, kaip apeiti nesugebėjimą tiesiogiai pažymėti paviršių optinio vaizdo programinėje įrangoje. Iš tikrųjų integruotam meta įrenginiui pasiekti buvo naudojamos įvairios programinės įrangos programos.

Suklastojimas nuvylė, sakė Nikolovas. Tam reikėjo naudoti elektronų pluošto litografiją, kurioje elektronų pluoštai buvo naudojami pjaustant plonos plėvelės paviršiaus dalis, kur turėjo būti dedamos sidabrinės nanodalelės. Rašymas elektronų pluoštais ant laisvo žirgo paviršių yra netipiškas ir reikalauja naujų klastojimo procesų kūrimo.

Mokslininkai naudojo JEOL elektronų pluošto (EBL) mašiną Mičigano universiteto Lori Nano-Plant. Norėdami užrašyti matuoklio paviršius ant išlenktos laisvos arklio optikos, jie pirmiausia sukūrė 3D laisvo arklio paviršiaus žemėlapį, naudodamiesi lazerinio zondo matavimo sistema. Tada 3D žemėlapis buvo užprogramuotas JEOL mašinoje, kad būtų nurodytas kiekvieno nanostruktūros aukštis.

„Mes stumdėmės dėl automobilio“, – sakė Nikolovas. Fei Cheng, „Vamivakas Group“ docentas, docentas; JIOL atstovės Hitonijos Kato darbuotojai iš Mičigano Japonijoje dirbo su Nikolovu, kad gautų sėkmingas procedūras „po daugybės proceso pakartojimų“.

„Tai svajonės išsipildymas“, – sakė Rolandas. “Tam reikėjo integruoto komandinio darbo, kur, norint sėkmingai įgyvendinti šį projektą, reikėjo kiekvieno indėlio.”

Nuoroda. Daniel K. Nikolovas, Aaronas Baueris, Fei Chengas, Hitoshi Kato, A. Nickas Vamivakas և n anik P. Rolando „Metformform optika. Nanofotonikos sujungimas – nemokama žirgo optika “, 2021 m. Balandžio 30 d., Mokslo pažanga,
DOI: 10.1126 / sciadv.abe5112:

Tyrimą iš dalies palaikė Linkovo ​​fondo Nikolovo stipendija „Emer Emerging Emerging Science Centre“ Ročesterio universitete: Be to, tyrime kritiškai buvo panaudotos pažangios nemokamos žirgo optikos žinios, sukurtos bendradarbiaujant su NSF laisvos formos optikos centru (CeFO).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Naujos keistų, išnykusių driežų rūšys – tokios keistos, kad buvo neteisingai identifikuotos kaip dinozauras su kolibriu

„Oculudentavis naga“, kaip pavaizduota šio menininko rekonstrukcijoje, buvo keistas driežas, kurį tyrėjai iš pradžių sunkiai skirstė į kategorijas. Jie vis dar nėra tikri...

Kavos mėgėjai, mėgaukitės! Gausus kavos vartojimas susijęs su sumažėjusia širdies nepakankamumo rizika

Tyrimo ataskaita: Išanalizavus tris pagrindinius širdies ligų tyrimus nustatyta, kad geriant vieną ar daugiau kavos su kofeinu puodelių buvo sumažinta širdies nepakankamumo rizika. Kavos be kofeino...

Atominė dalelė paversta antiteze ir pirmą kartą atvirkštinė nepaprasto eksperimento metu.

Fizikų komanda, įskaitant Warwick universitetą, įrodė, kad subatominės dalelės gali virsti ego antagonistais ir vėl grįžti į naują atradimą, ką tik atskleistą praėjusią savaitę. „Šis...

36 Nykštukų galaktikos kartu buvo „Naujųjų žvaigždžių kūdikių bumas“

„Rutgers“ išvados nėra skirtos ginčyti dabartinių idėjų apie galaktikų atsiradimą ir gali padidinti mūsų supratimą apie visatą. Kreditas: Rutgerso universitetas, Naujasis Bransvikas Stebina tai, kaip...

Newsletter

Subscribe to stay updated.