网站首页 > 艺术论文> 文章内容

从折剪纸艺术到纳米尺度光学器件MIT 联手中国科学家集成 3D 光学器件

※发布时间:2018-7-25 22:52:22   ※发布作者:habao   ※出自何处: 

  由 MIT 机械工程教授方绚莱(Nicholas X Fang)和其他 5 名作者组成的团队,将论文发表《科学·前沿》(Science Advances)上。基于标准微芯片制造技术,

  图丨金属薄片上被离子束雕刻出的缝隙。这些缝隙使得金属按照预定的方式卷曲,这些卷曲的结构可以用来作为光学器件。(研究团队供图)

  方绚莱教授表示,类似形状和复杂程度的金属器件之前已经被制造出来,但是制造工艺复杂的多,且加工出的器件主要用于机械而不是光学领域。而新的纳米器件可以一次成型,并用于诸多光学领域中。

  研究团队的目标是制造一种纳米尺度的,只保留光的一种极化模式的光滤波器。为达到该目的,他们在一片薄金属片上刻出了几百纳米大小的图案,该图案有点像风车叶片,而叶片旋转的方向决定了其允许通过的光波极化方式。

  在图案雕刻完成之后,金属箔片将由于内部应力产生卷曲,这种应力也来自于离子束。离子束的冲击产生了90后摸鸟门事件一些空穴,而另一些离子嵌入了金属的晶格结构中,两者联合造就了足以扭曲金属箔片的应力。

  方绚莱教授表示,这个过程有点像折剪纸艺术,但是他们用的是离子束,不是剪刀。该纳米器件是机械和光学交叉领域的一个有趣,这将为“纳米折剪纸加工”开辟新的方向。

  此外,研究团队已经构建了该加工工艺的数学模型,用户可以直接根据某种需要的光学特性来设计对应的,需要刻在金属箔片上的图案,而之前的设计很大程度上基于直觉和试错。

  方绚莱教授指出,该研究仍处于早期阶段,因此科学家希望找出技术的更多应用。这些纳米尺度光学器件可以用来构建更复杂的光学通讯、传感、计算和生物医药技术芯片。

  例如,葡萄糖有左旋和右旋 2 种类型,具有不同的光特性。因此,可以利用这种特性,用纳米光学极化传感器构建更小,更高效的葡萄糖感测器。

  此外,通过光学极化技术,可以让光纤通信实现极化复用,提高光纤容量,而利用纳米光学器件可以构造出更高效的光纤通信系统。

  本文由 325游戏(m.325games.com)整理发布