哈佛大學聯(lián)合阿爾貢國家實驗室開發(fā)出根據(jù)MEMS芯片的超級透鏡
集成在MEMS掃描器上的根據(jù)超外表技能的平面透鏡（超級透鏡），左圖為掃描電鏡圖片，右圖為光學顯微成像圖片。在MEMS器材上集成超級透鏡，將有助于整合高速動態(tài)操控和準確波陣面空間操控優(yōu)勢，打造光操控新模型
現(xiàn)在，透鏡技能在各個領域都獲得了長足的發(fā)展，從數(shù)碼相機到高帶寬光纖，再到激光干涉儀引力波天文臺 LIGO的儀器設備等?，F(xiàn)在，使用規(guī)范的計算機芯片制作技能開發(fā)出了一種新的透鏡技能，或將代替?zhèn)鹘y(tǒng)曲面透鏡雜亂的多層結構和幾許結構。
與傳統(tǒng)曲面透鏡不同，根據(jù)超外表光學納米資料的平面透鏡相對更輕。當超外表亞波長納米結構構成某種重復圖紋時，它們便能夠仿照能夠折射光線的雜亂曲度，但是體積更小，聚光才能更強，一起還能削減失真。不過，大部分這種納米結構器材都是靜態(tài)的，功能性有限。
據(jù)麥姆斯咨詢報導，超級透鏡技能開辟者——美國哈佛大學使用物理學家Federico Capasso，和MEMS技能前期開發(fā)者——美國阿爾貢國家實驗室納米制作和器材小組負責人Daniel Lopez，他們倆來了一番腦筋風暴，為超級透鏡增加了運動操控才能，例如快速掃描和光束操控才能，或將開辟超級透鏡新使用。
Capasso和Lopez聯(lián)手開發(fā)了一款器材，在MEMS上集成了中紅外光譜超級透鏡。他們將該研究成果宣布在了本周的《APL Photonics》期刊上。
MEMS是一種結合微電子和微機械的半導體技能，在計算機和智能手機中能夠找到，包括傳感器、執(zhí)行器和微齒輪等機械微結構。MEMS現(xiàn)在幾乎無處不在，從智能手機到汽車安全氣囊、生物傳感器材以及光學器材等，MEMS能夠憑借典型計算機芯片中的半導體技能完成制作。
Lopez說：“在一個硅芯片上高密度集成數(shù)千個獨立操控的MEMS透鏡器材，能夠完成光學領域史無前例的光操控和操作?！?br/>研究人員在一塊SOI絕緣體上硅（2微米頂部器材層、200納米埋葬氧化層以及600微米襯底層）上，采用規(guī)范光刻技能制作了這款超外表透鏡。然后，他們將這款平面透鏡與一個MEMS掃描器（本質上是一個偏轉光線用于高速光路長度調制的微鏡）的中心平臺對齊，經過堆積細小鉑片將它們固定在一起，終究將該平面透鏡裝配在MEMS掃描器上。
“我們這款集成超外表透鏡的MEMS原型器材，能夠經過電操控改動平面透鏡的旋轉角度，在幾度規(guī)模內進行焦點掃描，” Lopez介紹說，“此外，這款集成超外表平面透鏡的MEMS掃描器概念驗證產品，還能夠擴展至可見光及其它光譜規(guī)模，開辟更廣泛的潛在使用，例如根據(jù)MEMS的顯微體系、全息和投影成像、LiDAR（激光雷達）掃描器和激光打印等。”
在靜電驅動情況下，其MEMS平臺可操控兩個正交軸方向的透鏡運動角度，使平面透鏡在每個方向約9度規(guī)模內進行焦點掃描。 研究人員估計，其聚集功率約為85％。
“這種超級透鏡在未來能夠使用半導體技能完成大規(guī)模量產，或將在廣泛的使用領域代替?zhèn)鹘y(tǒng)型透鏡，”Capasso彌補說。