Skip to main content

Article Category

Wiadomości

Article available in the folowing languages:

Teraz widać, a teraz nie! Peleryna niewidka coraz bliżej urzeczywistnienia

Fotonika to dynamicznie rozwijająca się dziedzina, w której nawet najbardziej fantastyczno-naukowe pomysły z nie tak odległej przeszłości stają się rzeczywistością. Teraz finansowane ze środków UE badania naukowe przybliżają ideę peleryny niewidki dzięki mikroskopijnym strukturom, które zaginają światło.

Badania podstawowe

Urządzenia optyczne przechodzą rewolucję: stają się coraz mniejsze i coraz lepiej zintegrowane, a postępy w tym zakresie stają się coraz szerzej dostępne. Tradycyjne urządzenia optyczne mierzy się w centymetrach, tymczasem najnowsze osiągnięcia wykorzystują nanoskalowe obiekty do sterowania, prowadzenia i skupiania światła. Umiejętności człowieka w zakresie formowania materiałów dielektrycznych doprowadziły do powstania nanofotoniki. Metamateriały 3D pomagają w opracowywaniu soczewek o wysokiej rozdzielczości oraz urządzeń ukrywających. Są też jednak pewne wady. Z trudem naginają światło w zakresie widzialnym gołym okiem, absorbują światło tworząc cienie, są niewygodne do noszenia i trudne w produkcji. Obecnie w ramach finansowanych ze środków UE badań naukowych tworzone są nowe materiały: soczewki 2D pokryte azotkiem galu, które pod światłem LED mienią się na niebiesko. Partnerzy projektu FLATLIGHT nazywają je „metapowierzchniami”. W opublikowanym niedawno artykule metapowierzchnie określono jako cienkie i lekkie w porównaniu do tradycyjnych urządzeń optycznych, jednocześnie łatwe w produkcji w porównaniu do metamateriałów trójwymiarowych. Azotek galu drążony jest do postaci filarów, wystarczająco niewielkich, aby powodować opóźnienia w przechodzącej przez nie fali świetlnej. Po zbadaniu, jak poszczególne kształty filarów odkształcają światło, partnerzy projektu potrafią już zaprojektować soczewki zwracające światło w jakimkolwiek wybranym kierunku, zapętlające w bok albo w tył wedle potrzeb. Takie zdolności adaptacyjne, wraz z uproszczeniem produkcji oraz przenośności, otwierają szeroki wachlarz zastosowań. Chociaż proces jest nadal doskonalony, fakt, że technologia jest tak lekka, budzi zainteresowanie. Przestrzeń kosmiczna to obszar, w którym ograniczenia co do ciężaru są szczególnie istotne. Sonda kosmiczna Gaia wykorzystuje podobne materiały do rozdzielania światła i precyzyjniejszego mierzenia składu gwiazd. Problem w tym, że dana matryca filarów działa tylko w wąskim zakresie barw, co oznacza, że obiekt ukryty w jednej barwie pozostaje widoczny we wszystkich innych. Nawet jeśli z tego względu na peleryny niewidki trzeba będzie jeszcze nieco poczekać, metapowierzchnie mają ogromny potencjał w innych zastosowaniach. Dzięki połączeniu ich z optycznie czynnymi półprzewodnikami, jak azotek indowo-galowy glinu, tzw. InGaAlN, partnerzy projektu wyposażą system w możliwości wzmocnienia optycznego i modulacji celem budowania nowych, wydajnych przyrządów optoelektronicznych. To bynajmniej nie znaczy, że stracili z oczu cel opracowania peleryny niewidki! Opracowali koncepcję konforemnej transformacji granicy, którą opisali jako „analityczną metodę, opartą na pochodnej pierwszej zasady, która pozwala zaprojektować transformację i odbicie światła dla każdej geometrii powierzchni i każdej fali padającej”. Twierdzą, że koncepcja zapewnia wiele nowych możliwości konstrukcyjnych, na przykład ukrywania przedmiotów za „kurtyną optyczną” celem tworzenia iluzji optycznych poprzez odzwierciedlanie wirtualnych obrazów albo tłumienia dyfrakcji zachodzących na ogół podczas rozpraszania światła przez pofałdowanie powierzchnie. Więcej informacji: strona projektu w serwisie CORDIS

Kraje

Francja

Powiązane artykuły

Nowe produkty i technologie

19 Grudnia 2016