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导电塑料中光学超表面性能可提升十倍

 2025/5/27 10:53:44 《最新论文》 作者:科技日报 我有话说(0人评论) 字体大小:+

科技日报讯 (记者张佳欣)瑞典研究团队通过将纳米结构精心布置在平坦表面上,显著提升了导电塑料中光学超表面的性能。这是可控平面光学领域的一大进步,未来有望应用于视频全息图、隐形材料、传感器以及生物医学成像等领域。该研究成果发表于新一期《自然·通讯》杂志。

从太空望远镜、雷达系统等高科技设备,到相机镜头、眼镜等日常用品,都可见到透镜的身影。然而,玻璃透镜体积较大,要在不影响功能的前提下缩小尺寸难度颇高。使用平面透镜或许能制造出非常小的光学元件,还能开拓新的应用领域。这类透镜被称为超透镜,是光学超表面的一个典型代表。

超表面的工作原理是将纳米结构以特定图案排列在平坦表面上,使其成为光的接收器。每个接收器,或者说天线,都以特定方式捕获光线,这些纳米结构共同作用,就能按需控制光线。目前,已有由黄金或二氧化钛等材料制成的光学超表面。但一个重大挑战在于,超表面制造完成后,其功能便无法调整。业界希望超表面能具备开关功能,或者能动态改变超透镜的焦点。

2019年,瑞典林雪平大学研究团队发现,导电塑料可解决这一问题。他们发现,这种塑料在光学性能上可媲美金属,因此可用作构建超表面的天线材料。如今,同一研究团队成功将性能提升了多达10倍。通过精确控制天线之间的距离,借助集体晶格共振的现象,这些天线可协作放大光的相互作用。

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