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开发具有可调谐特性的薄型扁平超级透镜
发布时间:2018-01-24 21:08:16 阅读:166

来源:Optic.org;电子科技大学太赫兹研究中心 四川太赫兹应用研究联合课题组 朱浩 编译

    韩国与英国的团队使用石墨烯和黄金材料制造出信用卡厚度的超表面镜头,以聚焦太赫兹光束。

 
更薄,更扁平:传统透镜和超透镜

    来自英国和韩国的研究人员合作开发了一种基于黄金和石墨烯材料的具有可调谐特性的信用卡厚度的平透镜。他们说,这样的光学器件“可以成为高级应用的光学元件,例如振幅可调透镜,激光(所谓的涡旋相位片)和动态全息照相。”

    科学家们分别在韩国基础科学研究院的纳米结构物理研究中心、韩国科学技术院和英国伯明翰大学进行这项研究,该研究成果已发表在《Advance Optical Materials》。

    文章描述了一种新开发的超颖表面材料的特性,这种透镜由一种二维材料构成,这种材料可以控制光的电和磁分量,并使得它们指向所需方向。这种材料作为一种凸透镜起作用,它由黄金表面刺穿微米量级的U形孔并覆盖石墨烯制造而成。

    传统的固体凸面透镜能将光纤聚焦在一个点上。同样地,这种超表面的孔径样式也能聚焦入射的光束。此外,这些微孔可以改变光的偏振。例如,这种超透镜可以将左旋圆极化波转换为右旋圆极化波(顺时钟方向)。

    石墨烯的优势

    研究人员已经实现了35%的转化率。他们评论说,转换圆偏振可能在许多领域都很有用,例如生物传感和电信。为了能够控制一系列的光学特性,科学家们利用石墨烯独特的电子特性,利用它们来调节输出光束的强度或振幅。科学家们把石墨烯的功能比作照相机的曝光操作。

 
超透镜的特性

    在相机的例子中,机械控制允许一定的快门开启时间和大小来决定进入仪器的光量。而超透镜则是控制石墨烯薄片上的电流来控制曝光,这样就不需要大量的元部件参与控制。当电压被应用到石墨烯层时,输出的光束就会变弱。

    ‘异常的灵敏’

    这项研究的第一作者Teun-Teun Kim解释说:“使用这种超透镜,你可以更紧凑地制造显微镜、相机和在非常灵敏的光学测量中使用的工具”

    这些超透镜是专门为太赫兹辐射设计的。这种辐射可以通过一些材料,如纤维和塑料,但比微波辐射的深度要短。因此,它被用于监视和安全检查。

    Kim补充道:“传统的光学镜片厚度在几厘米到几毫米之间,而这些超透镜的厚度只有几十微米。聚焦光的强度可以被有效地控制,这就使得它可以在超小型光学仪器中找到有用的应用。

 
 

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