In de toekomst, cameralenzen zouden duizenden keren dunner kunnen zijn en aanzienlijk minder arbeidsintensief om te vervaardigen. Onderzoekers van de Chalmers University of Technology, Zweden, presenteren nu een nieuwe technologie voor het maken van kunstmatige materialen die bekend staan ​​als meta-oppervlakken, die bestaan ​​uit een veelheid van op elkaar inwerkende nanodeeltjes die, samen, licht kan regelen. Ze kunnen goed van pas komen in de optische technologie van morgen.

Metasurfaces kunnen worden gebruikt voor optische componenten in draagbare elektronica, sensoren, camera's of ruimtesatellieten. De nieuwe technologie van de Chalmers-onderzoekers om dergelijke vlakke oppervlakken te maken, is gebaseerd op een plastic dat tegenwoordig al wordt gebruikt om andere microstructuren te maken.

"We hebben een dun laagje van dit plastic op een glasplaat gelegd en, met behulp van een gevestigde techniek genaamd elektronenstraallithografie, we kunnen gedetailleerde patronen tekenen in de plastic folie, die, na ontwikkeling, zal het metaoppervlak vormen. Het resulterende apparaat kan licht focussen, net als een normale cameralens, maar het is duizenden keren dunner - en kan ook flexibel zijn, " zegt Daniël Andrén, een doctoraat student aan de afdeling Natuurkunde in Chalmers en eerste auteur van het wetenschappelijke artikel dat onlangs in het tijdschrift is gepubliceerd ACS Fotonica .

In de afgelopen 10 jaar, er is een revolutie geweest in de optica. Smartphones hebben camera's die vergelijkbaar zijn met een DSLR, met een resolutie van miljoenen pixels. Ze verwerken licht met kleine, geavanceerde computerchips en software, en het beeld wordt opnieuw gemaakt met behulp van kleine gekleurde LED's. Deze technologieën hebben zich de afgelopen jaren zeer snel ontwikkeld, voornamelijk te wijten aan kleinere en effectievere circuitcomponenten.

Echter, cameralenzen zelf zijn niet zo veel veranderd. De meeste lenzen van tegenwoordig zijn gebaseerd op dezelfde fysieke principes, en bevatten dezelfde basisbeperkingen als de eerste prototypes die in de 16e eeuw werden uitgevonden. In het afgelopen decennium, echter, onderzoekers zijn begonnen te werken met kunstmatige materialen - meta-oppervlakken - die de lenzen van vandaag zouden kunnen vervangen.

Momenteel, bepaalde zaken staan ​​het grootschalig vervaardigen van meta-oppervlakken in de weg. Er is geavanceerde apparatuur nodig om ze te vervaardigen, en het proces is tijdrovend. Maar met behulp van de nieuwe methode van de Chalmers-onderzoekers, de productiesnelheid kan meerdere malen worden verhoogd in vergelijking met de huidige state-of-the-art technieken. De nieuwe technologie maakt gebruik van onschadelijke chemicaliën, evenals machines die tegenwoordig al gebruikelijk zijn in nanoproductielaboratoria, wat betekent dat meer onderzoekers nu meta-oppervlakken kunnen gaan bestuderen.

"Onze methode zou een stap kunnen zijn naar grootschalige productie van metasurfaces. Dat is het doel waar we nu al naartoe werken. Metasurfaces kunnen ons helpen verschillende effecten te creëren en bieden verschillende technologische mogelijkheden. Het beste moet nog komen, " zegt Ruggero Verre, een onderzoeker bij de afdeling Natuurkunde van Chalmers en co-auteur van het wetenschappelijke artikel.