Вчені створили металінзу тоншу за волосину, яка відкриває нову еру в оптиці

Вчені зі Швейцарії створили надтонку металінзу, яка здатна перетворювати інфрачервоне світло на видиме завдяки наноструктурам з ніобату літію.

Команда під керівництвом Рейчел Грейндж із ETH Zurich використала унікальні властивості кристалічного матеріалу ніобату літію (LiNbO?) — “металооксид, що широко застосовується в оптоелектроніці та телекомунікаціях”. Завдяки новому методу хімічного синтезу і наноінжинірингу вдалося створити лінзу, тоншу за людську волосину в 40 разів, здатну розділяти інфрачервоне випромінювання на видимі хвилі. Це стало можливим завдяки нанорозмірним візерункам, нанесеним на поверхню, які вдвічі зменшують довжину хвилі світла.

Як пояснює аспірантка Улле-Лінда Талтс, «розчин з прекурсорами кристалів можна штампувати у рідкому стані, подібно до друкарського верстата Гутенберга». Після термічної обробки матеріал кристалізується, набуваючи унікальних оптичних властивостей. Це дозволило вченим у лабораторії перетворити лазерне інфрачервоне світло з довжиною хвилі 800 нм на фіолетове світло довжиною 400 нм, сфокусоване в точці.

Нелінійний оптичний ефект, що забезпечує подвоєння частоти світла, раніше вимагав громіздких пристроїв. Новий підхід робить цей процес компактним і доступним. Металінзи також відкривають можливості для масового виробництва: зворотна форма дозволяє швидко і дешево виготовляти великі обсяги оптичних елементів.

Застосування таких нанолінз може бути широким — від захисту банкнот до ультратонких камер і УФ-літографії. «Ми лише почали досліджувати цю галузь», — зауважує Грейндж, підкреслюючи, що метаповерхні — це перспективний напрямок на перетині фізики, хімії та матеріалознавства. Вони дозволяють не лише маніпулювати світлом, а й переосмислювати принципи оптичних технологій.