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可实现光学器件桌面生产的新型纳米技术

2016-12-28  来自: 西安聚益光电科技有限责任公司 浏?#26469;?#25968;:153

     伊利诺伊大学香槟?#20013;?#30340;研究人员已经开发出一种简单的方法,用来制造超薄光学平板。新方法利用简单的腐蚀,而无需使用酸或危险的化学蚀刻剂。

  “我们使用极大地简化了的设计迭代步骤的方法,让我们自己动手制作光学器件成为现实,”基马尼·图森特解释说道,他是机械科学与工程学的副教授,这项发表在本周《?#21248;?#36890;讯》Nature Communications杂志上的研究就是在他的带领下完成的。 “这种过程结合纳米结构的模板,可用于创建许多不同类型的光学部件,而在每次制作新的光学部件时无需进入一个洁净室制作新的模板。

  “近年来,由于在科技创新和社会广泛的基础科学和工程兴趣的推动促进下,帮助了自己动手组建开发(DIY)的加快发展,尤其是低成本的微控制器板,”杜桑提到。 “简化和减少基本的设计和制造的步骤是DIY的主要吸引力,但通常是以质量为代价的。我们提出等离子体辅助的蚀刻作为一种扩展DIY的主题延伸到光学上的方法,而只用有适度的质量折损,具体地讲,这将会实现平面的光学部件的桌面式制造“。

  “我们的方法是通过简单的改变表面的方法,以及金属纳米天线的电场增强的性能,使用衍射光学元件的进行直观的设计,这是典型的表面元的搭积木方式,?#32972;?#28009;说,他之前是图森特实验室的博士后研究员和并且是论文的作者,“针对自己动手开发的平面光学部件,用等离子进行辅助蚀刻。”

  根据陈浩的观点,利用激光扫描模板,一个有金支柱支持的领结型纳米天线2D阵列(具有80×80平方微米的区域),这部分被浸没在水中,在显微镜下进行观察。光与物质进行相互作用,通过纳米天线进行增强,产生强烈的热效应。

  其结果是,该纳米天线的金层与玻璃基板将经历热膨胀对抗其粘合。利用一定量的光功率,热膨胀提供的力可以使金层脱离基底,从而达到蚀刻金属的目的。

  “总体而言,在洁净室的工作量将会大大减少,?#32972;?#28009;表示。“一旦模板准备就绪,它像纸,利用传统的激光扫描光学显微镜,你可以在'画布'上'画'出你需要使用的光学元件。”

  这项研究演示了各种超薄材料的制作(其特征尺寸小于光波长),以及在同一模板的平面光学部件的制造。由研究人员制造的特定的光学元件包括一个焦距约为150微米的平面聚焦透镜(也被称为菲涅耳带片),一个衍射光栅和一个全息转换器,可以给标准光束赋予角动量。

  据研究人员介绍,这?#21046;?#38754;光学腐蚀的方法和专门的模板,也可以用于粒子的优先捕获和排序,以创建所谓的“没有围墙”的光流体通道。

  图森特指导着这个伊利诺伊大学机械科学与工程学系的探针实验室。除了图森特和陈浩,研究的共同作者还包括研?#21487;?#19969;青,前研?#21487;?#38463;卜杜勒和伊利诺伊大学机械科学与工程的教授哈雷·?#24049;?#36874;。


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