石墨烯-金镜片可以用于全息技术和电信领域

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基础科学研究所(韩国IBS)的研究人员与伯明翰大学和韩国高等科学技术研究院(KAIST)的团队合作开发了具有可调特性的独特石墨烯镜片。这些由石墨烯和穿孔金表面制成的光学器件可以成为高级应用的光学元件,如振幅可调透镜,激光器(即涡旋相位板)和动态全息术。

石墨烯和金色的烯醇化物赋予独特的能力图像

科学家解释说,表面是新的二维材料,可以有效地控制光(和其他电磁波)的电和磁成分,并将它们弯曲到选定的方向。控制光束的方向可以带来有趣的现象; 最令人难以置信的是“隐形斗篷效应”,其中光波绕过一个物体,重新创造出超出物体的图像。

这项新研究提出了一个作为凸透镜的表面特征。它由金片制成,上面刻有微米大小的U形孔,并用石墨烯覆盖。由于普通凸透镜的形状允许光聚焦在单个光点上,所以元透镜的微小孔的特定图案通过聚焦入射光束来工作。

另外,这些微孔也可以改变光偏振。虽然自然光在被反射之前通常是非偏振的,但团队使用圆偏振波,即光束,其中电场的方向是螺旋形的螺旋形。这种元透镜可以将左旋圆偏振波(如果在前面直视时逆时针旋转)转换为右旋圆偏振(顺时针)。研究人员设法获得了35%的转换率。转换圆极化可用于许多领域,例如生物传感和电信。

为了进一步提高控制能力,科学家们利用了石墨烯独特的电子特征,并用它们来调整输出光束的强度或幅度。石墨烯在这里扮演着相机曝光的角色。在相机的情况下,机械控制允许特定快门的打开时间和大小来确定进入仪器的光量。相反,这些金属透镜通过施加到石墨烯片上的电张力来调节曝光,而不需要庞大的组件。当电压施加到石墨烯层时,输出光束变弱。“使用metalenses,您可以制作用于非常灵敏的光学测量的显微镜,相机和工具,更紧凑,”该团队说。

metalenses设计用于一种称为太赫兹辐射的电磁波。这种类型的辐射可以通过一些材料(如织物和塑料),但是在比微波辐射更短的深度,因此它被用于监视和安全检查。“虽然传统的光学镜片的厚度只有几厘米到几毫米,但这种镜片只有几十微米厚。聚焦光的强度可以有效控制,它可以在超小型光学仪器中找到有用的应用”研究人员。

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