Mikrolensa Cetak 3D Baru dengan Indikator Reflektif yang Dapat Disetel – Siap Meningkatkan Gambar, Komputasi, dan Komunikasi

Peneliti Illinois telah mengembangkan lensa bola yang memungkinkan cahaya yang masuk ke lensa dari segala arah untuk ditempatkan di ruang yang sangat kecil di permukaan lensa tepat di seberang sisi masukan. Ini adalah pertama kalinya lensa semacam itu dibuat untuk cahaya tampak. Kredit: Grafik Michael Vincent

Para peneliti telah menciptakan mikrolensa cetak 3D baru dengan indeks bias yang dapat disesuaikan – sebuah properti yang memberi mereka kekuatan terpusat cahaya khusus yang superior. Kemajuan ini secara signifikan meningkatkan kemampuan perutean data dari chip komputer dan sistem optik lainnya, meningkatkan kesiapan, komputasi, dan komunikasi, kata para peneliti.

Studi ini dipimpin oleh peneliti University of Illinois Urbana-Champion Paul Brown dan Linford Goddard, dan merupakan orang pertama yang mendemonstrasikan kemampuan untuk menyesuaikan arah di mana cahaya membelok dan bergerak melalui lensa dengan presisi mikrometer pertama.

Hasil studi tersebut dipublikasikan dalam jurnal Light: Science and Applications.

“Memiliki kemampuan untuk membuat optik dengan ukuran berbeda dan parameter optik menunjukkan solusi untuk masalah umum yang dihadapi dalam optik,” kata Brown, yang merupakan profesor di Departemen Ilmu dan Teknik Material. “Dalam aplikasi pencitraan, misalnya, fokus pada konten tertentu seringkali menghasilkan tepi yang kabur. Atau, dalam aplikasi transfer data, kecepatan yang lebih tinggi lebih disukai tanpa meninggalkan ruang pada chip komputer. Teknik fabrikasi lensa baru kami memecahkan masalah ini dalam perangkat terintegrasi. “

Sebagai demonstrasi, tim menemukan tiga lensa: lensa datar; Lensa Lunberg cahaya tampak pertama di dunia – lensa bundar yang sebelumnya mustahil dibayangkan dengan fitur pemfokusan unik; Dan pandu gelombang 3D yang dapat mengaktifkan kemampuan perutean data yang sangat besar.

Tim peneliti SCRIBE

Peneliti Illinois, dari kiri, termasuk Raman Kumar, Corey Richards, Alex Littlefield, Linford Goddard, Haibo Gao, Paul Brown, Dazzy G, Christian Osier dan Andrea Perry. Kredit: Foto oleh Brian Staffer

“Lensa standar memiliki indeks bias tunggal dan oleh karena itu satu-satunya cara cahaya dapat bergerak melalui lensa,” kata Goddard, seorang profesor teknik listrik dan komputer. “Kami memiliki dua cara independen untuk membelokkan cahaya di dalam satu lensa sambil mengontrol indeks bias internal dan ukuran lensa saat membuat.”

Di lab, tim menggunakan proses yang disebut penulisan laser langsung untuk membuat lensa. Laser memadatkan polimer cair dan membentuk struktur optik geometris yang 100 kali lebih kecil dari rambut manusia. Penulisan laser langsung digunakan di masa lalu untuk membuat lensa mikro lain, kata para peneliti.

“Kami mengatasi batasan indeks bias dengan mencetak di dalam bahan pendukung perancah nanoparas,” kata Brown. .. / data / gnome – power – manager.schemas.in.h: 25 msgid “” “Perancah mengunci mikro-optik yang dicetak di tempatnya, memungkinkan pembuatan sistem 3D dengan” “elemen” yang ditangguhkan.

Para peneliti berteori bahwa kontrol indeks bias ini adalah hasil dari proses pengaturan polimer. “Jumlah polimer yang tersangkut di pori-pori dikendalikan oleh intensitas laser dan kondisi eksposur,” kata Brown. “Meskipun sifat optik polimer itu sendiri tidak berubah, indeks bias bahan secara keseluruhan diatur sebagai aktivitas paparan laser.”

Anggota tim mengatakan mereka berharap metode mereka akan secara signifikan mempengaruhi produksi komponen optik dan sistem pencitraan yang kompleks serta efektif dalam memajukan komputasi pribadi.

“Sebuah contoh bagus dari penerapan pengembangan ini adalah bahwa hal itu akan mempengaruhi transfer data antar komputer pribadi.” “” Komputer saat ini menggunakan koneksi elektronik untuk mengirimkan data. Namun, menggunakan pandu gelombang optik dapat mengirimkan data dengan kecepatan yang jauh lebih tinggi karena lampu berwarna berbeda dapat digunakan untuk mengirimkan data secara paralel. Tantangan besar adalah bahwa pandu gelombang konvensional hanya dapat dibuat dalam satu bidang dan oleh karena itu sejumlah titik chip dapat dihubungkan. Dengan membuat pandu gelombang tiga dimensi, kami dapat secara dramatis meningkatkan perutean data, kecepatan transfer, dan efisiensi daya. “

Referensi: Christian R. Osier, Corey A Richards, Daniel A. “Lensa Indeks Gradien Volumetrik dan Penulisan Gelombang Laser Langsung” oleh Bacon-Brown, King Ding, Raman Kumar, Tanner J. Garcia, Zorik Van de Grip, Lagu Jung-Hawan, Austin J. Ciphersmith, Andrew Road, Andre N. Perry, Alexander J. Littlefield, Jinlong Zhu, Daji Jay, Haibo Gao, Jonah F. Messinger, Mark L.Bronzerma, Kimani C. Toussaint Jr., Linford L. Goddard dan Paul V. Brun, 3 Desember 2020, Cahaya: Sains dan Aplikasi.
DOI: 10.1038 / s41377-020-00431-3

Penulis utama penelitian ini adalah Christian Osier dan Corey Richards, lulusan Amerika Serikat.

Brown adalah direktur Laboratorium Penelitian Elemen dan pengesahan dari Institut Sains dan Teknologi Lanjutan Beckman. Disetujui oleh Sekolah Tinggi Teknik Rekayasa Goddard dalam Inklusi, Direktur Institut untuk Keanekaragaman, Kesetaraan dan Akses dan Laboratorium Mikro dan Nanoteknologi Holniak di Illinois.

Studi ini didukung oleh Departemen Energi AS, IU, dan National Science Foundation.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Diet junk food dapat meningkatkan risiko mengemudi berbahaya di antara pengemudi truk

Diet tidak sehat yang terkait dengan kelelahan yang lebih besar: Faktor kunci dalam peningkatan risiko kecelakaan, kata para peneliti. Pola makan yang tidak sehat dapat...

Fotosintesis buatan menjanjikan sumber energi yang bersih dan berkelanjutan

Manusia dapat melakukan banyak hal yang tidak dapat dilakukan oleh tumbuhan. Kita bisa berjalan, berbicara, mendengarkan, melihat dan menyentuh. Tetapi tanaman memiliki...

Es laut di pantai Arktik menipis secepat yang saya kira

Es Arktik yang menurun bisa dibilang salah satu korban terbesar perubahan iklim, dan dampaknya sangat luas, dari keadaan beruang kutub yang ikonik dan satwa...

Dinosaurus terbesar di Australia – “Titan Selatan” – baru saja memasuki buku rekor!

Kolaborasi Australia, "Titan Cooper Selatan." Penulis: Vlad Konstantinov, Scott Hoknul © Museum Sejarah Alam Eromanga Apa lapangan basket yang lebih tinggi dari b-double, dan...

Maju dengan roket SLS Moon raksasa, pertemuan dekat dengan Ganymede dan gerhana cincin api

Inti roket Space Launch System (SLS) seberat 188.000 pon telah naik ke peluncur bergerak, di antara dua pendorong roket padat. Kredit: NASA Bergerak maju...

Newsletter

Subscribe to stay updated.