哈佛大學成功研發全玻璃、釐米級全光譜超透鏡

2020-12-05 砍柴網

來源:映維網 作者 廣州客

超透鏡平面主要通過納米結構聚焦光線,而它有望徹底改變從顯微鏡到照相機,再到傳感器和顯示器的一切。但到目前為止,大多數透鏡都能做到閃光片般的大小。儘管這種尺寸已經能夠在特定應用中實現出色的效果,但在弱光等透鏡需要大於瞳孔的條件下,我們需要更大的透鏡,比如說虛擬實境應用。

現在,哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院的研究團隊開發了一種全玻璃、釐米級的可見光譜超透鏡,並可以通過常規晶片生產方法進行製造。

這份研究已經發表在《Nano Letters》期刊中。

相關論文:All-Glass, Large Metalens at Visible Wavelength Using Deep-Ultraviolet Projection Lithography

論文最後作者費德裡科·卡帕索教授(Federico Capasso)表示:「這項研究為所謂的手機晶圓級攝像頭鋪平了道路,其中CMOS晶片和超透鏡傳感器可以直接堆疊在一起,並且易於實現光學對準,因為它們都為扁平。將來,同一家公司可以同時生產晶片和透鏡,因為兩者可以採用相同的技術製造:光刻。」

論文第一作者、約翰·保爾森工程與應用科學學院博士後(音譯樸俊書)指出:「以前,我們無法大規模生產可見光譜的釐米級超透鏡傳感器,因為我們要麼採用費時的電子束光刻技術,要麼採用不具備所需解析度的L-Line光學步進光刻技術。」

超透鏡的納米柱

為了批量製造釐米級的超透鏡,研究人員使用了一種名為深紫外線(Deep-Ultraviolet;DUV)投影光刻技術。DUV通常用在要求細緻圖案化的PC和手機晶片。利用這種技術,每枚晶片可以產生大量的超透鏡,而每個超透鏡都由數百萬個納米級元件組成,只需進行一次曝光即可。

通過將納米結構圖案直接蝕刻到玻璃表面,研究人員消除了原來超透鏡傳感器所需的耗時沉積過程。

這是第一種可量產的全玻璃、釐米級全光譜超透鏡。

然而,這種透鏡目前存在色差,亦即所有不同顏色的光線不會聚焦在同一點上,但研究人員正在積極地探索大直徑的消無色差超透鏡。

原文連結:https://yivian.com/news/69547.html

相關焦點

  • ...新突破,單透鏡控制不同波長光速,哈佛大學研發納米超材料薄透鏡
    (映維網 2018年01月03日)多年來,光學領域的科學家們一直在努力用一種被稱為「metalens」的超材料透鏡來取代笨重的彎曲鏡片:一種使用納米結構聚焦光線的平坦表面。然而,這種技術的一個障礙在於它能夠聚焦的光譜範圍有限。
  • 哈佛大學科研團隊分享納米超材料薄透鏡在 AR-VR 上的潛在應用
    (映維網2018 年 04 月 25 日)數個月前,哈佛大學保爾森工程與應用科學學院的研究人員在《Nature Nanotechnology》上發表了一篇關於超透鏡(Meta-Lens)的納米超材料透鏡,其能夠控制不同波長的光線聚焦,從而在輕薄透鏡形態下實現清晰的圖像。
  • 新型超透鏡:將超表面與液晶技術結合起來
    導讀據美國凱斯西儲大學官網近日報導,該校與哈佛大學以及義大利卡拉布裡亞大學的研究人員合作,將納米結構超表面與液晶技術結合起來,有望革新光學技術。這與玻璃透鏡的方式大致相同,但卻不像玻璃那樣與生俱來地受&34;制約。這項技術在2019年被世界經濟論壇(WEF)評為十大新興技術之一。它表明這些越來越小、越來越清晰的透鏡很快就會出現在照相手機、傳感器、光纖線路以及諸如內窺鏡之類的醫學成像設備中。
  • 從超構表面到超構透鏡
    研究團隊基於等離子超構表面設計製造並演示了兩個具有釐米級焦距的平面透鏡和一個角度為β= 0.5°的軸鏡。即使在高數值孔徑(NA)下也沒有單色像差,實驗結果與使用偶極模型的分析計算非常吻合。但今天的透鏡還在以與幾個世紀之前同樣的粗糙方式在生產,通過打磨和拋光玻璃以及其他透明材料使其聚光且不產生色差。現在,透鏡技術正在向前邁進一大步。研究人員利用計算機晶片—模式技術製作了首批超級材料透鏡或超構透鏡,它們能夠聚焦整個可見光光譜。因為超構透鏡製造價格低廉,比紙更薄,而且比玻璃輕得多,它們將為從顯微鏡到虛擬設備、相機(包括智慧型手機的相機鏡頭)等領域帶來一場革命。
  • 創世紀:鏡頭革命,從超構表面到超構透鏡
    圖源:Columbia University500多年來,人類已經掌握了將玻璃做成透鏡使光線發生折射,然後彎曲或組合這些透鏡,使近距離和遠距離圖像放大以及變清晰的光學成像技術。然而在過去近十年的時間內,哈佛大學的科學家Federico Capasso【】開創了平面光學研究領域,並在2014年首先發表了關於超構透鏡的研究。
  • VR年度透鏡排行|更輕,更薄才能滿足用戶需求
    Valve:研發全新光學透鏡,為下一代VR體驗做準備在VR/AR中,有著特殊地位的Valve,手上握著很多能夠為所有用戶帶去優質VR體驗的核心技術。而在2017年10月,Valve宣布其正在研發第二代VR全新光學透鏡。據悉,該透鏡不僅能優化清晰度和圖像銳利度,同時也能減少雜散光。
  • 儀表今日看點:超透鏡研究取得重大突破 基因檢測再上新臺階
    1月10日消息,超透鏡的研究近日取得重大突破。哈佛大學約翰·A·保爾森工程與應用科學學院團隊(SEAS)宣布他們目前已經成功開發出了首個能夠以高解析度將包括白光在內的整個可見光光譜聚焦於一點的超透鏡。今日的儀器儀表行業還有哪些值得關注的重要內容呢?下面一起來了解詳情。
  • 超透鏡技術再突破 可聚焦整個可見光光譜
    超透鏡的研究近日取得重大突破。哈佛大學約翰·A·保爾森工程與應用科學學院團隊(SEAS)宣布他們目前已經成功開發出了首個能夠以高解析度將包括白光在內的整個可見光光譜聚焦於一點的超透鏡。該項研究成果被刊登於最新一期的《Nature Nanotechnology》雜誌中,研究團隊表示這款超透鏡能夠通過使用一組二氧化鈦納米纖維來均勻聚焦不同波長的光線並消除色差,而不用像傳統鏡頭那樣需要疊加多個不同曲度和厚度的鏡片才能將整個可見光光譜聚焦於一點。
  • 超透鏡技術獲重大突破 可聚焦整個可見光光譜
    超透鏡的研究近日取得重大突破。
  • 猶他大學研發無透鏡攝像頭 普通玻璃用作透鏡
    蓋世汽車訊 據外媒報導,猶他大學(美國猶他州鹽湖城)的電氣和計算機工程師找到了一種方法,可以使用常規玻璃或是任何可透視玻璃窗作為透鏡,打造「透視」無透鏡攝像頭,開放了該應用的「無限」可能。
  • 孩視寶:全光譜護眼檯燈給孩子創造自然環境
    為了解決用眼環境的問題,作為一個專注於研發學生閱讀檯燈的品牌,孩視寶20年來,始終倡導"自然光閱讀",並通過不斷研發,推出了新型全光譜檯燈,通過模擬自然光傳遞"營養均衡光"的理念。自然光是最適合眼睛閱讀的光源,而早上在自然光中閱讀之所以比較舒適,是因為早上的自然光漫射效果較好,大面積光照均勻,光線無明暗變化,光線柔和舒適。
  • 猶他大學研發平面透鏡 可為汽車打造無需對焦緊湊攝像頭
    (圖片來源:猶他大學) 蓋世汽車訊 據外媒報導,美國猶他大學(University of Utah)的研究人員們利用一個只有千分之一英寸厚的透鏡
  • MEMS與超透鏡相結合,在傳感器中操控光線
    DOE)阿貢國家實驗室與哈佛大學的研究人員進行合作,首次將在光通信、生物成像、雷射雷達(LIDAR)系統中廣泛應用的兩種技術:微機電系統(MEMS)和超透鏡結合到了一起,成功地製造出位於MEMS平臺頂層之上的超透鏡。
  • 全光譜負離子納米光波護眼燈填補國內技術空白
    隨著社會的發展,越來越多的人患有眼睛疾病;據不完全統計中國小學生近視率在45%以上,大學生近視率在85%以上,而老年人80%以上患有老花眼。傳統治療方法佩戴眼鏡不能治療反而加深;手術治療費用高,存在一定風險;服用藥物難以辨別,效果較差。
  • 研究人員受跳蛛啟發研發超透鏡 結合高效算法可測量深度距離
    受此種蜘蛛的啟發,美國哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院(Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences,SEAS)的研究人員研發了一款緊湊且高效的深度傳感器,可用於微型機器人、自動駕駛汽車、小型可穿戴設備、或者輕量級虛擬實境(VR)和增強現實(AR)頭顯。
  • 超快光纖雷射技術:皮秒中紅外全光纖摻鉺光纖雷射器
    基於可飽和吸收體的中紅外(Mid-IR)脈衝全光纖雷射器具有很多應用。比如,水在2.94 ?m處有很強的吸收峰,因此該波段雷射很適用於雷射手術和材料處理;同時,這類雷射器也可用於遙感,因為所發射光譜可以激發許多大氣汙染物(例如甲烷)的基本旋轉振動共振。
  • 科學家開發出動態超表面透鏡技術—新聞—科學網
    從數位相機、纖維光學中的高帶寬到雷射幹涉引力波天文臺(LIGO)的實驗室設備,透鏡技術在各個尺度均取得進展。
  • 東華大學研發"最輕固體材料" 每立方釐米僅0.12毫克
    東方網1月1日消息:昨日,東華大學宣布該校納米纖維研究團隊研發出了密度僅為0.12毫克每立方釐米的「纖維氣凝膠」,成功刷新了「世界最輕材料」的紀錄。相關論文發表在最新一期的《自然·通訊》雜誌上。
  • 孩視寶:倡導自然光閱讀,推出全光譜護眼檯燈
    全光譜,指的是光譜中包含紫外光、可見光、紅外光的光譜曲線,並且在可見光部分中紅綠藍的比例與陽光近似,顯色指數接近於100的光譜。全光譜檯燈,顧名思義就是檯燈光源中運用了全光譜技術,表現出更接近陽光的光照。
  • 北鬥星通發布全系統全頻釐米級高精度GNSS晶片
    打開APP 北鬥星通發布全系統全頻釐米級高精度GNSS晶片 若風 發表於 2020-11-24 15:07:07 11月24日消息,根據北鬥星通官方的消息,北鬥星通旗下企業和芯星通,正式發布了最新一代全系統全頻釐米級高精度GNSS晶片——和芯星雲 NebulasⅣ。