研究人員打造出新型超薄液晶金屬透鏡:具備電子縮放功能

據外媒報道,康奈爾應用與工程物理學院和三星先進技術研究所的研究人員發明了一種新型金屬–一種超材料透鏡,它可以通過電壓聚焦而不是機械移動其組件。這一概念的驗證為一系列緊湊的變焦透鏡打開了大門,這些透鏡可能用於許多成像應用如衛星、望遠鏡和顯微鏡,傳統上人們使用的是彎曲透鏡聚光。

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在一些應用中,移動傳統的玻璃或塑料透鏡來改變焦距是不實際的,因為空間、重量或大小的考慮。

金屬透鏡是納米天線或諧振器的扁平陣列,厚度不到一微米,用作聚焦設備。這項研究的論文第一作者Melissa Bosch表示,直到現在,一種金屬被製造出來,它的焦距很難改變。

這項由三星和康奈爾大學的研究人員合作開發的創新技涉及到將一種金屬跟成熟的液晶技術相結合以定製金屬的局部相位響應。這使得研究人員可以通過改變整個設備上的電壓來控制金屬的焦點。

“這個組合的結果正如我們所希望和預測的那樣,”Bosch說道,“它產生了一種超薄、電動可調的鏡頭,能夠連續變焦,總焦距位移可達20%。

Bosch表示,三星研究人員希望開發出用於AR眼鏡的技術。她還看到了許多其他可能的應用如替換衛星、航天器、無人機、夜視鏡、內窺鏡和其他優先考慮節省空間和重量的應用。

Shvets實驗室的博士后助理、論文的通訊作者Maxim Shcherbakov表示,研究人員在過去十年裡已經在將液晶跟納米結構結合方面取得了進展,但還沒有人將這一想法應用到透鏡上。現在,該團隊計劃繼續這個項目並改進原型機的性能。

Shcherbakov表示:“比如就像這個透鏡只在一個波長–紅色中工作,但當它可以在不同的顏色光譜–紅色、綠色、藍色工作時它將變得更有用。”

康奈爾大學的研究小組正在利用現有的平台作為起點以開發出一種多波長變焦版的金屬透鏡。

“其他波長的優化過程跟紅色的非常相似。從某些方面來說,最困難的一步已經完成,所以現在只是在已經完成的工作基礎上再進一步而已,”Bosch說道。

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