Nauji 3D spausdinti mikroobjektyvai su reguliuojamu lūžio rodikliu – parengti fotografijai, kompiuteriams ir ryšiui pagerinti.

Mokslininkai iš Ilinojaus sukūrė sferinį lęšį, leidžiantį bet kokia kryptimi į objektyvą patenkančiai šviesai sutelkti dėmesį į mažą lęšio paviršiaus tašką, o ne įvesties kryptį. Tai pirmas kartas, kai matomos šviesos objektyvas buvo pagamintas. Kreditas: Michaelo Vincento grafika.

Mokslininkai sukūrė naują 3D spausdintą mikroobjektyvą su reguliuojamu lūžio rodikliu – tai funkcija, suteikianti jiems galimybę sutelkti šviesą, turint didelę patirtį. Ši pažanga yra pasirengusi žymiai pagerinti vaizdų kūrimą, skaičiavimą ir ryšį, žymiai padidindama kompiuterių lustų ir kitų optinių sistemų duomenų nukreipimo galimybes.

Tyrimą vedė Ilinojaus universiteto Urbana-Champaign mokslininkai Paulas Braunas ir Lynfordas Goddardas. Pirmą kartą sugebėjimas orientuotis, kurioje šviesa lenkiasi ir keliauja per objektyvą submikrometro tikslumu.

Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „Light: Science and Application“.

„Galimybė gaminti skirtingų formų ir optinių parametrų lęšius gali padėti išspręsti dažnai pasitaikančias lęšių problemas“, – sakė medžiagų mokslo ir inžinerijos profesorius Brownas. Sutelkiant dėmesį į konkretų objektą, dažnai neryškūs kraštai. Arba duomenų perdavimo programose reikia didesnio greičio, neišeikvojant vietos kompiuterio lustui. Mūsų nauji objektyvų gamybos būdai išsprendžia šias problemas vienu įrenginiu “.

Demonstracijoje komanda pagamino tris lęšius: plokščią lęšį, pirmąjį pasaulyje matomos šviesos „Luneburg“ lęšį, anksčiau negamintą sferinį lęšį, pasižymintį unikaliomis fokusavimo savybėmis. 3D bangos laidai, galintys įgalinti didelių duomenų nukreipimo galimybes.

„SCRIBE“ tyrimų grupė

Ilinojaus mokslininkai Ramanas Kumaras, Corey Richardsas, Alexas Littlefieldas, Lynfordas Goddardas, Haibo Gao, Paulas Braunas, Dajie Xie, Christianas Ocieras ir Andrea Perry iš kairės. Kreditai: Nuotrauka mandagumo suteikė Brianas Staufferis.

„Standartiniai lęšiai turi tik vieną lūžio rodiklį, todėl yra tik vienas kelias, kuriuo šviesa gali sklisti pro objektyvą“, – sakė elektros ir kompiuterių inžinerijos profesorius Goddardas. Lęšio forma gamybos metu turime du nepriklausomus būdus, kaip sulenkti šviesą vieno objektyvo viduje “.

Laboratorijoje komanda objektyvams sukurti naudojo procesą, vadinamą tiesioginiu lazeriniu rašymu. Lazeris sutvirtina polimero skystį ir sukuria mažas, geometrines optines struktūras, kurios yra 100 kartų mažesnės nei žmogaus plaukai. Anksčiau tiesioginis lazerinis rašymas buvo naudojamas kuriant kitus mikrolentus, kurie Yra tik vienas lūžio rodiklis.

“Mes nustatėme lūžio rodiklio apribojimus spausdindami nano pastolių atramos viduje, – sakė Braunas. – Pastoliai užfiksuoja spausdintą mikrooptiką savo vietoje, įgalindami 3D sistemas su pakabinamais komponentais.”

Tyrėjai teigia, kad šis lūžio rodiklio reguliavimas yra polimero nustatymo proceso rezultatas: „Plauko folikulo viduje įstrigusio polimero kiekį kontroliuoja lazerio intensyvumas ir poveikio sąlygos. „Nors paties polimero optinės savybės nesikeičia Bet bendrą medžiagos lūžio rodiklį funkciškai reguliuoja lazerio spindulys “.

Komandos nariai teigė tikįs, kad jų metodas turės didelį poveikį sudėtingų optinių komponentų ir vaizdo sistemų gamybai ir bus naudingas kuriant asmeninius kompiuterius.

„Geras šios plėtros programos pavyzdys yra poveikis duomenų perdavimui asmeniniuose kompiuteriuose“, – sakė Goddardas. Tačiau naudojant optinius bangolaidžius duomenis galima perduoti žymiai didesniu greičiu, nes lygiagrečiai gali būti naudojama skirtingų spalvų šviesa. Pagrindinis iššūkis yra tas, kad įprastus bangolaidžius galima statyti tik vienoje plokštumoje ir galima prijungti ribotą lusto taškų skaičių. Sukūrę trimatį bangolaidį, galime pagerinti duomenų nukreipimą, perdavimo greitį ir efektyvumą. Tai sunaudoja daug energijos “

Nuoroda: Christian R Ocier, Corey A. Richards, Daniel A.Bacon-Brown, Qing Ding, Raman Kumar, Tanner J. Garcia „Tiesioginis lazerinis indeksinių lęšių, tūrinių gradientų ir bangolaidžių rašymas“, Jorik van de Groep, Jung- Hwan Song, Austin J. Cyphersmith, Andrew Rhode, Andrea N. Perry, Alexander J. Littlefield, Jinlong Zhu, Dajie Xie, Haibo Gao, Jonah F.Messinger, Mark L. Brongersma, Kimani C. Goddard ir Paul V.Braun 2020 m. Gruodžio 3 d Šviesa: mokslas ir programos.
DOI: 10.1038 / s41377-020-00431-3

I. Christiano Ociero ir Corey Richardso universiteto magistrantai yra pagrindiniai tyrimo autoriai.

Braunas yra Medžiagų tyrimų laboratorijos direktorius ir Beckmano pažangių mokslo ir technologijų instituto dukterinė įmonė. Goddardas yra Graingerio inžinerijos kolegijos įtraukties, įvairovės, lygybės ir prieigos instituto direktorius ir yra dukterinė įmonė. Iš Holonjako mikro ir nanotechnologijų laboratorijos Ilinojuje

JAV energetikos departamentas, JAV ir Nacionalinis mokslo fondas palaikė šį tyrimą.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pažymėtinos giliavandenės Veneros gėlių kempinių struktūros, kurios yra naudingos kuriant laivus, lėktuvus ir dangoraižius

Euplectella aspergillum stiklo kempinės struktūra structure už hidrodinaminio lauko ribų. Pramonė buvo perstatyta naudojant CINECA superkompiuterius. Kinetinė metodika և Pažangūs skaičiavimo kodai...

Didžiausia aplinkos šalinimo kaukė – ir kaip ją sumažinti

Naujas tyrimas nustatė naudojamo N95 išeikvojimą ir pasiūlė tinkamus būdus jį sumažinti. Nuo praėjusiais metais prasidėjusios „Covid-19“ epidemijos, užrištos akys tapo dar viena sveikatos apsaugos...

Neuromediatorių lygis smegenyse nuspėja matematinius sugebėjimus

Skenavimas buvo baigtas 1 ir 2 metu (maždaug po 1,5 metų) kiekvienoje iš penkių amžiaus grupių (6-erių, 10-mečių, 14-mečių, 16-mečių ir 18 metų) -metukai)....

Genetikai atskleidžia mutacijas, sukeliančias sunkų vaikystės vėžį – vartokite vaistus, kad pašalintumėte jų šalutinį poveikį

Trejybės koledžo genetikai atrado specifinio geno, vadinamo H3K27M, mutaciją, sukeliančią neišgydomą vaikystės vėžį, vadinamą diffi midi glioma (DMG). Augimas taikant tikslinius vaistus. Jų istoriniai...

Neigiamų jonų sulaikymas tarpžvaigždinėje erdvėje

Kaip tarpžvaigždinėje aplinkoje kuriamos neigiamai įkrautos molekulės? Tarpžvaigždiniai debesys yra naujų žvaigždžių gimtinė. Tačiau jie taip pat vaidina pagrindinį vaidmenį formuojant gyvenimą visatoje per...

Newsletter

Subscribe to stay updated.