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導電塑料中光學超表面性能可提升十倍

2025-05-27 02:02:00 來源: 點擊數(shù):

科技日報記者 張佳欣

瑞典研究團隊通過將納米結(jié)構(gòu)精心布置在平坦表面上,顯著提升了導電塑料中光學超表面的性能。這是可控平面光學領(lǐng)域的一大進步,未來有望應用于視頻全息圖、隱形材料、傳感器以及生物醫(yī)學成像等領(lǐng)域。該研究成果發(fā)表于新一期《自然·通訊》雜志。

從太空望遠鏡、雷達系統(tǒng)等高科技設(shè)備,到相機鏡頭、眼鏡等日常用品,都可見到透鏡的身影。然而,玻璃透鏡體積較大,要在不影響功能的前提下縮小尺寸難度頗高。使用平面透鏡或許能制造出非常小的光學元件,還能開拓新的應用領(lǐng)域。這類透鏡被稱為超透鏡,是光學超表面的一個典型代表。

超表面的工作原理是將納米結(jié)構(gòu)以特定圖案排列在平坦表面上,使其成為光的接收器。每個接收器,或者說天線,都以特定方式捕獲光線,這些納米結(jié)構(gòu)共同作用,就能按需控制光線。目前,已有由黃金或二氧化鈦等材料制成的光學超表面。但一個重大挑戰(zhàn)在于,超表面制造完成后,其功能便無法調(diào)整。業(yè)界希望超表面能具備開關(guān)功能,或者能動態(tài)改變超透鏡的焦點。

2019年,瑞典林雪平大學研究團隊發(fā)現(xiàn),導電塑料可解決這一問題。他們發(fā)現(xiàn),這種塑料在光學性能上可媲美金屬,因此可用作構(gòu)建超表面的天線材料。如今,同一研究團隊成功將性能提升了多達10倍。通過精確控制天線之間的距離,借助集體晶格共振的現(xiàn)象,這些天線協(xié)作放大光的相互作用。

責任編輯:左常睿

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