В американском Национальном институте стандартов и технологий создан новый тип плоских линз, способных получать и создавать трёхмерные изображения в ультрафиолетовых лучах.

По словам Тин Сюя ( Ting Xu), руководившего работой, простые в изготовлении линзы могут значительно продвинуть вперёд фотолитографию, используемую для производства электроники, а также манипулирования наноразмерными объектами, важного для одноимённых технологий. И, конечно, для создания трёхмерных изображений высокого разрешения.

Рис. 1. Здесь и ниже иллюстрации Ting Xu et al.

Чтобы добиться такого эффекта с плоскими линзами (а иначе пришлось бы точно выдерживать кривизну, что серьёзно усложняет и удорожает производство), их сделали из метаматериала с отрицательным показателем преломления, который получил известность после работ Виктора Георгиевича Веселаго, опубликованных в 1960-х. Представьте себе стакан, в который опущена соломинка: из-за положительного, но отличного от единицы показателя преломления воды кажется, что соломинка изгибается.

В материале с отрицательным показателем преломления, будь он жидким, вам привиделось бы, что соломинка изгибается в противоположном направлении и тут же «выходит» из воды.

Для такого искажения света в метаматериале обычно используют маленькие повторяющиеся рассеивающие элементы размерами меньше длины волны той части спектра, под которую «заточен» метаматериал. Чем меньше длина волны, с которой приходится работать, тем сложнее даётся изготовление подобных рассеивающих элементов.

Рис. 2. Схема эксперимента по проверке возможности активного плоского линзирования.

Для решения этой проблемы исследователи выбрали новый метод создания метаматериала: в их плоской линзе вообще нет наноразмерных элементов «штучного» изготовления.

Он состоит из перемежающихся 50-нанометровых слоёв серебра и диоксида титана (титановых белил). Последний компонент весьма дешёв, а серебра, из-за нанометровой толщины слоёв, нужно не очень много. Производятся новые линзы методом простого напыления, довольно технологичным, в отличие от ухищрений, обычно используемых для создания метаматериалов.

Это позволяет надеяться на дешевизну конечного продукта в массовом производстве, уверены разработчики.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Nature.