Conception de métalentille révolutionnaire destinée à remplacer les lentilles réfractives conventionnelles

De minuscules éléments optiques sont utilisés dans une variété d'instruments d'imagerie, allant des caméras grand angle aux endoscopes multifonctionnels. Les métalentilles sont l'une des plateformes émergentes pour de tels éléments optiques compacts.

De quoi est faite la métalentille ?

La plateforme d'imagerie polyvalente développée dans cette étude est basée sur des métalentilles complètement reconfigurables faites de nanoparticules d'argent. Elle peut passer d'une lentille à foyer unique à une lentille multi-focale pendant chaque session d'imagerie, formant deux ou plusieurs images à un emplacement 3D programmable donné.

Référence : ACS Nano | doi:10.1021/acsnano.9b00651 | Université Northwestern

Pour fabriquer ces lentilles, les chercheurs ont utilisé un réseau de nanoparticules d'argent cylindriques et une feuille de polymère disposée en blocs au-dessus du réseau métallique. On peut facilement contrôler l'arrangement de ces blocs, faisant en sorte que le réseau de nanoparticules dirige la lumière vers n'importe quel point focal cible sans altérer la structure de la nanoparticule.

Résonances de réseau permettant métalentilles reconfigurables pour l'imagerie | Avec l'aimable autorisation des chercheurs

La figure ci-dessus montre l'architecture de métalentille basée sur deux types d'éléments de phase 패턴nés dans un réseau carré : nanoparticules d'argent exposées à l'air et nanoparticules identiques recouvertes par un bloc diélectrique mince.

Les chercheurs ont utilisé un algorithme d'évolution de réseau pour développer des métalentilles à résonance de réseau de surface pour des foyers ciblés en ajustant l'arrangement des deux blocs de construction via des données de champ électrique mesurées par des simulations de différence finie dans le domaine temporel. La figure b montre que la métalentille peut être réarrangée par embossage nanoscopique assisté par solvant (SANE).

Cette technique flexible permet aux fabricants de produire de nombreuses structures de lentilles en une seule étape d'effacement et d'écriture, sans dégrader ses caractéristiques après plusieurs cycles effacement-écriture. Elle peut également restructurer le polymère précédemment formé en un autre motif cible via des masques élastomères souples.