محققان با لنزهای چاپی سه بعدی با چالش های اپتیک و انتقال داده روبرو می شوند


محققان ایلینوی یک لنز کروی تولید کرده اند که اجازه می دهد نوری که از هر جهتی وارد لنز می شود ، در یک نقطه بسیار کوچک روی سطح لنز دقیقاً مخالف جهت ورودی متمرکز شود. این اولین بار است که چنین لنزهایی برای نور مرئی ساخته می شود. اعتبار: گرافیک توسط مایکل وینسنت

محققان میکرولنزهای 3 بعدی چاپ شده با شاخص های شکست انعطاف پذیر را ایجاد کرده اند – خاصیتی که به آنها توانایی بسیار ویژه ای در تمرکز نور می دهد. محققان گفتند ، این پیشرفت برای بهبود تصویربرداری ، محاسبات و ارتباطات با افزایش قابل توجه قابلیت مسیریابی داده تراشه های رایانه ای و سایر سیستم های نوری آماده است.

این مطالعه به هدایت محققان دانشگاه ایلینوی اوربانا شامپین پل براون و لینفورد گودارد ، برای اولین بار توانایی تنظیم جهت خم شدن نور و حرکت آن از طریق لنز به نزدیکترین میکرومتر را نشان داد.

نتایج این مطالعه در ژورنال منتشر شده است نور: علم و کاربرد.

براون ، استاد علوم و مهندسی مواد ، گفت: “داشتن توانایی تولید نوری با اشکال مختلف و پارامترهای نوری راه حلی برای مشکلات رایج در نوری است.” “به عنوان مثال ، در برنامه های تصویربرداری ، تمرکز بر روی یک شی خاص اغلب منجر به تاری لبه ها می شود. یا در برنامه های انتقال داده ، سرعت بالاتر بدون از بین بردن فضای بر روی تراشه رایانه مورد نظر است. فناوری جدید ساخت لنز ما این مشکلات را حل می کند دستگاه یکپارچه. “

به عنوان یک تظاهرات ، تیم سه لنز ساخته است: اولین لنز Luneburg در جهان با نور مرئی – تولید لنزهای کروی با خواص تمرکز منحصر به فرد قبلاً غیرممکن بود. و راهنماهای موج 3-D ، که می توانند قابلیت های گسترده مسیریابی داده ها را فعال کنند.

گدار ، استاد مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر گفت: “یک لنز استاندارد دارای یک ضریب شکست واحد است و بنابراین تنها یک مسیر از طریق آن نور می تواند از لنز عبور کند.” “با کنترل ضریب شکست داخلی و شکل لنز در هنگام تولید ، ما دو روش مستقل برای خم شدن نور درون لنز داریم.”

در آزمایشگاه ، تیم برای ایجاد لنزها از فرایندی به نام نوشتن مستقیم لیزر استفاده می کند. لیزر باعث سخت شدن پلیمرهای مایع و تشکیل ساختارهای نوری هندسی کوچک تا 100 برابر کوچکتر از موی انسان می شود. به گفته محققان ، از نوشتن لیزر مستقیم در گذشته برای ایجاد میکرولنزهای دیگری استفاده شده است که فقط دارای یک ضریب شکست بودند.

براون گفت: “ما با چاپ داخل مواد پشتیبانی داربست نانو متخلخل ، بر محدودیت های ضریب شکست غلبه کردیم.” “داربست میکرو اپتیک چاپ شده را در جای خود قفل می کند ، اجازه می دهد تا یک سیستم سه بعدی با اجزای معلق تولید شود.”

محققان نظریه پردازی می كنند كه این كنترل ضریب شکست نتیجه فرآیند پلیمریزاسیون است. براون گفت: “مقدار پلیمری که وارد منافذ می شود توسط شدت لیزر و شرایط قرار گرفتن در معرض کنترل می شود.” “تا زمانی که خصوصیات نوری پلیمر تغییر نکند ، ضریب شکست کلی مواد به عنوان تابعی از قرار گرفتن در معرض لیزر کنترل می شود.”

اعضای تیم اظهار داشتند که انتظار دارند روش آنها به طور قابل توجهی بر تولید اجزای نوری پیچیده و سیستم های تصویربرداری تأثیر بگذارد و برای پیشرفت رایانه های شخصی مفید باشد.

گودارد گفت: “یک مثال عالی از کاربرد این توسعه ، تأثیر آن در انتقال داده ها در داخل رایانه شخصی است.” “رایانه های فعلی از اتصالات الكتریكی برای انتقال داده استفاده می كنند. با این حال ، داده ها می توانند با سرعت قابل توجهی بالاتر با استفاده از یك موجبر نوری ارسال شوند ، زیرا می توان از رنگهای مختلف نور برای ارسال داده ها به طور موازی استفاده كرد. چالش اصلی این است راهنماهای موجی معمولی فقط در یک صفحه ساخته می شوند و بنابراین تعداد محدودی از نقاط روی تراشه متصل می شود. با ایجاد موجبرهای سه بعدی ، می توان مسیریابی داده ها ، سرعت انتقال و بهره وری انرژی را به شدت بهبود بخشید. ”


شیشه چاپ شده 3 بعدی انعطاف پذیری نوری طرح را بهبود می بخشد


اطلاعات بیشتر:
Christian R. Ocier و همکاران ، نوشتن مستقیم لیزری لنزهای هدف و راهنماهای موج با شاخص گرادیان ، نور: علم و کاربردها (2020) DOI: 10.1038 / s41377-020-00431-3

تهیه شده توسط دانشگاه ایلینوی در Urbana-Champaign

نقل قول: محققان با لنزهای چاپی سه بعدی با چالش های نوری و انتقال داده روبرو هستند (2020 ، 3 دسامبر) ، در تاریخ 3 دسامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-12-optics-data بازیابی می شود -transfer-3d-چاپی-لنز .html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.




منبع: moshaverh-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*