ETH Zurich-in fizikləri düşən işığın dalğa uzunluğunu yarıya endirməklə infraqırmızı işığı görünən işığa çevirə bilən linza hazırlayıblar. Tədqiqat Advanced Materials jurnalında dərc olunub .

Linzalar ən çox istifadə edilən optik cihazlardır. Məsələn, kamera obyektivləri və ya obyektivləri işığı fokus nöqtəsinə yönəltməklə kəskin foto və ya video yaradır. Son onilliklərdə optika sahəsindəki təkamül sürəti adi həcmli kameraların günümüzün yığcam smartfon kameralarına çevrilməsi ilə misal ola bilər.

Hətta yüksək performanslı smartfon kameraları hələ də telefonun ən qalın hissəsini təşkil edən bir sıra linzalar tələb edir. Bu ölçü məhdudiyyəti klassik linza dizaynının xas xüsusiyyətidir – qalın lens kamera sensorunda kəskin şəkil çəkmək üçün işığı əymək üçün çox vacibdir.

Son 10 ildə optika sahəsində böyük irəliləyişlər bu məhdudiyyəti aradan qaldırmağa çalışdı və metalenslər şəklində bir həll tapdı. Onlar düzdür, adi linzalarla eyni şəkildə işləyir və orta insan saçından 40 dəfə nazik deyil, həm də yüngüldür, çünki şüşədən hazırlanmasına ehtiyac yoxdur.

Cəmi yüz nanometr eni və hündürlüyü (bir nanometr metrin milyardda birinə bərabərdir) olan strukturlardan ibarət xüsusi metasəth işığın istiqamətini dəyişdirir. Tədqiqatçılar belə nanostrukturlardan istifadə edərək linzanın ölçüsünü kökündən azalda və daha yığcam edə bilərlər.

Xüsusi materiallarla birləşdirildikdə, bu nanostrukturlar işığın digər qeyri-adi xüsusiyyətlərini araşdırmaq üçün istifadə edilə bilər. Məsələn, işığın bir rəngdən digərinə çevrildiyi qeyri-xətti optikadır.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=2612643799&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1748957125&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-ultra-thin-lenses-halve-incident.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy4xMTQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzYuMC43MTAzLjExNCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNi4wLjcxMDMuMTE0Il0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1748957125059&bpp=2&bdt=83&idt=93&shv=r20250602&mjsv=m202506020101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748956828%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748956828%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1748956828%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0%2C336x280%2C920x280&nras=1&correlator=2635624185696&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2130&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092114%2C31092712%2C42532523%2C95333410%2C95353387%2C95360813%2C95362037%2C31092799%2C95361624%2C95362172%2C95360801&oid=2&pvsid=4677173137743860&tmod=1906893229&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=3&fsb=1&dtd=428

Yaşıl lazer qələm bu prinsipə uyğun işləyir: infraqırmızı işıq yüksək keyfiyyətli kristal materialdan keçir və dalğa uzunluğunun yarısı qədər işıq yaradır – bu halda yaşıl işıq. Bu cür effektləri yaradan bir tanınmış material litium niobatdır. Bu, optik liflərlə elektronikanı birləşdirən komponentlər yaratmaq üçün telekommunikasiya sənayesində istifadə olunur.

ETH Zurich-in Kvant Elektronikası İnstitutunun professoru Rachel Grange bu cür materiallardan nanostrukturların hazırlanması ilə bağlı araşdırma aparır. O və komandası litium niobatın metalenslər yaratmaq üçün istifadə edilməsinə imkan verən yeni bir proses hazırladılar.

Yeni metodu üçün fizik kimyəvi sintezi dəqiq nanomühəndislik ilə birləşdirir. “Litium niobat kristallarının prekursorlarını ehtiva edən məhlul hələ maye vəziyyətdə ikən möhürlənə bilər. O, Qutenberqin çap maşınına bənzər şəkildə işləyir”, – Rachel Grange ilə işləyən doktorant Ülle-Linda Talts izah edir. Material 600°C-yə qədər qızdırıldıqdan sonra o, yaşıl lazer qələmində olduğu kimi işığın çevrilməsinə imkan verən kristal xassələri alır.

Prosesin bir sıra üstünlükləri var. Litium niobat nanostrukturlarının istehsalı olduqca sabit və sərt olduğu üçün ənənəvi üsullardan istifadə etməklə çətindir. Tədqiqatçıların fikrincə, bu texnika kütləvi istehsal üçün uyğundur, çünki tərs qəlibdən bir neçə dəfə istifadə oluna bilər və lazım olan qədər çox metal çap etməyə imkan verir. O, həmçinin digər litium niobat miniatürləşdirilmiş optik cihazlarla müqayisədə çox daha sərfəli və istehsalı daha sürətlidir.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Yeni işıq yaradan ultra nazik linzalar

Bu texnikadan istifadə edərək, Grange qrupunun ETH tədqiqatçıları dəqiq mühəndislik nanostrukturları ilə ilk litium niobat metalensi yaratmağa müvəffəq oldular. Normal işıq fokuslayan linzalar kimi işləyərkən bu cihazlar eyni vaxtda lazer işığının dalğa uzunluğunu dəyişə bilir. Dalğa uzunluğu 800 nanometr olan infraqırmızı işıq metallar vasitəsilə göndərildikdə, digər tərəfdən dalğa uzunluğu 400 nanometr olan görünən şüalanma yaranır və təyin olunmuş nöqtəyə yönəldilir.

Reyçel Qrencin dediyi kimi, işığın çevrilməsinin bu sehri yalnız ultra nazik metalların xüsusi quruluşu və onun qeyri-xətti optik effekt kimi tanınan şeyin meydana gəlməsinə imkan verən materialdan ibarət tərkibi sayəsində mümkün olur. Bu effekt müəyyən edilmiş lazer dalğa uzunluğu ilə məhdudlaşmır və bu, prosesi geniş tətbiqlərdə çox yönlü edir.

Saxta olmayan əskinaslardan tutmuş yeni nəsil mikroskop alətlərinə qədər

Metalenslər və oxşar holoqram yaradan nanostrukturlar əskinasları və qiymətli kağızları saxtalaşdırmaq və sənət əsərlərinin həqiqiliyinə zəmanət vermək üçün təhlükəsizlik elementləri kimi istifadə edilə bilər. Onların dəqiq strukturları görünən işıqdan istifadə etməklə görünmək üçün çox kiçikdir, qeyri-xətti material xüsusiyyətləri isə yüksək etibarlı autentifikasiyaya imkan verir.

Tədqiqatçılar həmçinin infraqırmızı işığın (məsələn, sensorlarda) görünməsi üçün lazer işığının emissiyasını çevirmək və idarə etmək üçün sadə kamera detektorlarından istifadə edə bilərlər. Və ya ən müasir elektronika istehsalında dərin UV işıq naxışları üçün lazım olan avadanlıqları azaltmaq üçün.

Metasəthlər kimi tanınan bu cür ultra nazik optik elementlər sahəsi fizika, materialşünaslıq və kimya arasında əlaqədə olan nisbətən gənc tədqiqat sahəsidir. “Biz indiyə qədər yalnız səthi cızmışıq və bu cür yeni qənaətcil texnologiyanın gələcəkdə nə qədər təsir edəcəyini görməkdən çox həyəcanlanırıq” dedi Qrange.

Daha çox məlumat: Ülle‐Linda Talts və başqaları, Qeyri-xətti Metalenslər üçün Scalable Lithium Niobate Nanoimprinting, Advanced Materials (2025). DOI: 10.1002/adma.202418957

Jurnal məlumatı: Təkmil materiallar 

ETH Zurich tərəfindən təmin edilmişdir