Un gruppo di ricerca collaborativo ha progettato con successo un doppio metallo in grado di passare da una modalità di imaging all'altra utilizzando un'unica lente. I risultati della ricerca sono stati presentati in ACS Nano .
Tipicamente, durante il processo di fotografia di un oggetto, vengono utilizzate due modalità distinte:la modalità normale, che estrae informazioni fondamentali; e la modalità bordo, che si concentra esclusivamente sul contorno dell'oggetto. Queste modalità richiedono tradizionalmente obiettivi separati, ciascuno con punti focali diversi. Tuttavia, in risposta alla recente tendenza verso la miniaturizzazione e il design leggero dei dispositivi elettronici, i ricercatori hanno lavorato diligentemente per integrare entrambe le modalità in un unico obiettivo.
In questo studio, il team ha affrontato il problema utilizzando metalensi che possono alterare dinamicamente il loro punto focale attraverso mezzi elettrici. Questi metalli, senza preoccuparsi delle proprietà della luce, sono costruiti con strutture artificiali su scala nanometrica. Mettendo a punto parametri come dimensioni, forma e orientamento rotazionale di queste strutture, il team è riuscito a progettare con successo un metalens per imaging a doppia modalità in grado di passare dalla modalità normale a quella edge in base alla direzione della rotazione della polarizzazione della luce.
Questo obiettivo può modificare rapidamente la messa a fuoco regolando la tensione applicata allo strato di cristalli liquidi (LC), consentendo una rapida commutazione della modalità in pochi millisecondi (un millisecondo è un millesimo di secondo), corrispondente alla velocità di commutazione dei cristalli liquidi.
In questa ricerca, il team ha utilizzato silicio amorfo idrogenato come nanostruttura, noto per perdite minime nella regione della luce visibile, ottenendo una notevole efficienza della lente rispettivamente al 32,3%, 31,7% e 20,4% per le lunghezze d'onda rossa, verde e blu. Integrando due modalità distinte all'interno di un unico obiettivo, il team è riuscito ad acquisire immagini ad alta risoluzione.
Il lavoro è stato guidato dal professor Junsuk Rho del Dipartimento di ingegneria meccanica e dal Dipartimento di ingegneria chimica, Trevon Badloe della Graduate School of Artificial Intelligence e Yeseul Kim e Joohoon Kim, Ph.D. candidati del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell'Università della Scienza e della Tecnologia di Pohang (POSTECH) e il Professor Inki Kim dell'Istituto di Biofisica Quantistica dell'Università di Sungkyunkwan
Il professor Junsuk Rho ha spiegato:"Ora possiamo acquisire rapidamente immagini ad alta risoluzione in applicazioni come il bio-imaging, che comprende reazioni cellulari e screening dei farmaci". Inoltre, ha espresso ottimismo affermando:"Spero che questa innovazione trovi utilità in vari settori, tra cui smartphone, dispositivi di realtà virtuale (VR) e realtà aumentata (AR) e sistemi LiDAR fissi."
Ulteriori informazioni: Trevon Badloe et al, Imaging a campo chiaro e ottimizzato per i bordi utilizzando un metallo a doppia modalità regolabile elettricamente, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c02471
Informazioni sul giornale: ACS Nano
Fornito dall'Università della Scienza e della Tecnologia di Pohang
