As lentes são os dispositivos ópticos mais usados. Por exemplo, lentes ou objetivos da câmera criam uma foto ou vídeo nítido indicando luz em um ponto focal. A velocidade da evolução nas últimas décadas é exemplar pela transformação de câmeras pesadas convencionais nas câmeras de smartphones compactas de hoje.
Até as câmeras de smartphone de alto desempenho ainda exigem uma pilha de lentes que geralmente representam a parte mais densa do telefone. As limitações desse tamanho são os recursos subjacentes do design clássico da lente – uma lente densa é importante para conter a luz para capturar uma imagem nítida no sensor da câmera.
Nos últimos dez anos, as principais etapas da óptica foram superadas para superar essas limitações e soluções na forma de metal. Eles têm o mesmo desempenho da mesma maneira que as lentes comuns e não são 40 vezes mais finas que o cabelo humano médio, mas o peso leve não precisa ser feito com vidro.
Uma largura especial de metassuperfície composta por estruturas e cem nanômetros (um bilhão de por cento de um nanômetro um bilhão de nanômetros) na altura altera a direção da luz. Ao usar essa nanoestrutura nacional, os pesquisadores podem reduzir radicalmente o tamanho da lente e torná -la mais compacta.
Quando combinados com materiais especiais, essas nanoestruturas podem ser usadas para explorar outras características incomuns da luz. Um exemplo é a óptica não liner, onde a luz é convertida de uma cor para outra. Uma caneta a laser verde funciona de acordo com esse princípio: a luz infravermelha passa por um cristal de alta qualidade e produz um meio comprimento de onda na caixa verde. O lítio Neobet é um ingrediente bem conhecido que produz esses efeitos nacionais. É usado para criar materiais que interface com fibras ópticas no setor de telecomunicações.
A professora Rachel Granz, do Instituto de Eletrônica Quantum de Zurique, conduziu pesquisas sobre fabricação de nanoestrutura com este material nacional. Ele e sua equipe criaram um novo processo que permite que o neobat de lítio use para criar metal. O estudo foi publicado recentemente na revista Materiais desenvolvidosO
Para seu novo método, o físico combina síntese química com nanoinaginamento adequado. “As soluções anteriores do cristal de neobet de lítio podem ser estampadas enquanto estão no líquido. Ele age da mesma maneira que a imprensa de Guttenberg”, explicou um estudante de doutorado que trabalha com Rachel Grange, o primeiro autor-Pelinda Talts. Uma vez que o material é aquecido a 600 graus centígrados, leva as características do cristal que permitem a conversão da luz no caso de canetas a laser verdes.
O processo tem benefícios diferentes. A nanoestrutura de neobato de lítio é difícil de usar, é difícil usar, porque é excepcionalmente estável e forte. Segundo os pesquisadores, essa técnica é adequada para a produção generalizada porque um molde reverso pode ser usado várias vezes, o que permite a impressão de muitos metal conforme necessário. É muito mais caro e mais rápido do que outros dispositivos ópticos em miniatura de neobato de lítio.
Lentes ultra-lentes que produzem nova luz
Usando essa técnica, os pesquisadores da ETH do grupo Grange conseguiram produzir o primeiro metal de nebet de lítio com nanoestratos de engenheiros. Ao trabalhar como uma lente de foco na iluminação geral, esses dispositivos podem alterar simultaneamente o comprimento de onda da luz do laser. Quando a luz infravermelha com o comprimento de onda de 800 nanômetros é transmitida através de metais, a radiação visível com o comprimento de onda de 400 nanômetros é derivada do outro e opera em um ponto prescrito.
Essa conversão mágica da luz, como Rachel Grange, é chamada, apenas pela estrutura especial do metal ultrafino e sua combinação de qualquer um de seus elementos que permitam a ocorrência do que aconteceu como efeito óptico da não liner. Esse efeito não se limita a um comprimento de onda laser definido, tornando o processo extremamente versátil em uma ampla gama de aplicações.
De notas à prova falsa à próxima geração de ferramentas de microscopia
Mettlens e nanoestruturas impressionantes de holograma semelhantes podem ser usadas como um recurso de proteção para a prova de malha e garantir a autenticidade da arte. Suas estruturas adequadas são muito pequenas para ver usando luz visível, enquanto suas propriedades de material não liner permitem autenticação altamente confiável.
Os pesquisadores podem usar detectores de câmera comuns para converter e acionar luzes a laser para criar luz infravermelha – por exemplo – visível. Ou eletrônica sofisticada para reduzir o equipamento necessário para o padrão de luz de UV profundo na fabricação.
A área dos ingredientes ópticos deste nacional é conhecida como metassurface-um ramo relativamente jovem da pesquisa da interface entre física, ciência material e química. Grange foi enfatizado: “Acabamos de agarrar a superfície até agora e muito animada ao ver o quanto uma nova tecnologia de despesas afetará o futuro”.
