Nova, podesiva metapovršina svestrana je poput optičkog švicarskog noža
MIT-ovi inženjeri izradili su optički uređaj s uzorcima struktura nano razmjera. Ključ je u prozirnom materijalu koji brzo i reverzibilno mijenja svoju atomsku strukturu kao odgovor na toplinu
"Brzo rekonfiguriranje metapovršina otvara brojne mogućnosti", uvjeren je Yifei Zhang, prvi autor rada objavljenog u Nature Nanotechnology. Ova bi tehnologija, vjeruju istraživači, mogla revolucionirati optičke neuronske mreže, dubinsko mjerenje i Lidar (Light Detection and Ranging) tehnologiju koja bi se koristila u vožnji autonomnih automobila.
Integracija na silikonskom čipu
Istraživači s MIT-a u svom radu opisuju korištenje električnih struja za reverzibilnu promjenu strukture materijala, a time i optičkih svojstava nove metapovršine.
"Nekad smo morali koristiti glomazne lasere ili peći; sad cijeli aktivni optički uređaj, zajedno s električnim prekidačem, možemo integrirati na silikonski čip kako bismo dobili minijaturnu optičku platformu", objašnjava Juejun Hu, voditelj Istraživačke grupe za fotoničke materijale PMAT i izvanredni profesor znanosti o materijalima.
Istraživači su demonstrirali "niz podesivih optičkih funkcija pomoću platforme". To uključuje uređaj za upravljanje snopom u kojem se prebacivanjem materijala na različite unutarnje strukture svjetlost može slati naprijed-natrag. Dakako, zasad je njihov uređaj prilično rudimentaran i više služi kao "dokaz principa".
Novi materijal
Materijali s promjenom faza (PCM) mijenjaju svoju strukturu kao odgovor na toplinu i komercijalno se koriste u CD-ovima i DVD-ima. Laserski snop mijenja lokalnu strukturu materijala, od amorfne do kristalne, a ta se promjena može koristiti za kodiranje jedinica i nula - digitalnih informacija. Međutim, konvencionalni PCM -ovi imaju ograničenja; neprozirni su i ne dopuštaju prolaz svjetlosti prođe. Zbog toga su MIT-ovi istraživači krenuli u potragu za novim transparentnim materijalom.
Novi materijal, sastavljen od germanija, selena, antimona i telurija (GSST), ključan je za novu metapovršinu. Ova metapovršina, veličine pola četvornih milimetara, sadrži oko 100.000 različitih nano struktura koje omogućuju kontrolu širenja svjetlosti. Te se nanostrukture mogu oblikovati u leću, objašnjava Hu.
Mjesta za napredak ima. Grijač koji su MIT-ovi istraživači koristili u minijaturnoj optičkoj platformi bio je izrađen od metala. No, kako su metali problematični za optiku jer apsorbiraju svjetlost, sad rade na novom, prozirnom grijaču od silikona.
