從折剪紙藝術(shù)到納米尺度光學(xué)器件,MIT聯(lián)手中國科學(xué)家集成3D光學(xué)器件
過去幾十年來,折剪紙藝術(shù)開始引起科學(xué)家們的興趣,因為這是一種用折紙和剪紙操作構(gòu)建 3 維形體的藝術(shù)。從折剪紙藝術(shù)中獲得的經(jīng)驗被用于納米尺度的元器件構(gòu)建。如今,麻省理工學(xué)院和中國科研人員首次利用折剪紙原理制造了納米尺度光學(xué)器件,為光通訊、傳感和計算領(lǐng)域的新應(yīng)用開辟了道路。由 MIT 機械工程教授方絢萊(Nicholas X Fang)和其他 5 名作者組成的團隊,將論文發(fā)表《科學(xué)·前沿》(Science Advances)上;標(biāo)準(zhǔn)微芯片制造技術(shù),方絢萊教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊用聚焦離子束在幾十納米厚的金屬薄片上雕刻出預(yù)定圖形。隨后,金屬薄片扭曲成一個復(fù)雜的 3 維形體,能對特定計劃的光進(jìn)行選擇性濾波。 圖丨金屬薄片上被離子束雕刻出的縫隙。這些縫隙使得金屬按照預(yù)定的方式卷曲,這些卷曲的結(jié)構(gòu)可以用來作為光學(xué)器件。(研究團隊供圖) 方絢萊教授表示,類似形狀和復(fù)雜程度的金屬器件之前已經(jīng)被制造出來,但是制造工藝復(fù)雜的多,且加工出的器件主要用于機械而不是光學(xué)領(lǐng)域。而新的納米器件可以一次成型,并用于諸多光學(xué)領(lǐng)域中。 研究團隊的目標(biāo)是制造一種納米尺度的,只保留光的一種極化模式的光濾波器。為達(dá)到該目的,他們在一片薄金屬片上刻出了幾百納米大小的圖案,該圖案有點像風(fēng)車葉片,而葉片旋轉(zhuǎn)的方向決定了其允許通過的光波極化方式。 |