شبه لنزهای مسطح
آیا یک لنز ۱۰ سانتیمتری میتواند تلسکوپ ها را متحول کند؟
در مقاله‌ای که در مجله ACS Nano منتشر شده است، محققان دانشکده مهندسی و علوم کاربردی هاروارد از یک لنز شیشه‌ای با قطر ۱۰ سانتیمتری رونمایی کردند که میتواند تلسکوپ ها را متحول کند و قادر به گرفتن تصاویر با وضوح بالا از اجسام آسمانی مانند خورشید، ماه و سحابی های دور است.
این محصول اولین متالنزی است که تماما از شیشه ساخته شده و میتواند طول موج‌های مرئی را با آن مشاهده کرد. فناوری ساخت آن به گونه‌ای است که از روش‌های ساخت CMOS سنتی می‌توان برای تولید آن استفاده کرد.
فدریکو کاپاسو و رابرت ال والاس استاد فیزیک کاربردی، دانشکده مهندسی و علوم کاربردی جان پائولسون، دانشگاه هاروارد می‌گوید: « توانایی کنترل دقیق اندازه ده‌ها میلیارد نانوستون بر روی یک لنز مسطح بزرگ با استفاده از فرآیندهای نیمه‌هادی رایج، یک کار دشوار است که میتواند فرصت‌های تازه‌ای در حوزه علوم هوا فضا ایجاد نماید»
بیشتر شبه لنزهای مسطح در ابعاد بسیار کوچک بوده که می‌توانند با استفاده از میلیون‌ها نانوساختار ستون مانند، کار متمرکز کردن پرتوها را انجام دهند. این گروه با استفاده از روشی که به عنوان لیتوگرافی پروجکشن فرابنفش دور (DUV) شناخته می شود، موفق به ساخت شبه‌لنزی در ابعاد سانتیمتری شدند.
این روش بی‌نیاز از فرآیندهای نوشتن و دستکاری سطح برای تولید شبه لنز است. خطوط و شکل‌های ریز اغلب در تراشه‌های سیلیکونی با استفاده از لیتوگرافی DUV ایجاد می‌شود. این گروه نشان داد که این فناوری میتواند شبه‌لنز را در مقیاس بالا تولید کند و آن‌ها را برای استفاده در برنامه‌های واقعیت مجازی امکان‌پذیر کند.
پارک جون سو از محققان این پروژه می‌گوید: « ابزار لیتوگرافی محدودیت عمده‌ای دارد زیرا از این ابزارها برای ساخت تراشه‌های رایانه‌ای استفاده می‌شود، اندازه تراشه ۲۰ تا ۳۰ میلی متر است. به منظور ایجاد شبه‌لنز با قطر ۱۰۰ میلی متر، ما باید راهی برای غلبه بر این محدودیت پیدا کنیم.»
پارک و همکارانش روشی برای استفاده از ابزار لیتوگرافی DUV ایجاد کردند تا چندین نانوستون را کنار هم قرار دهند. تنها در چند دقیقه، محققان نشان دادند که لیتوگرافی DUV میتواند ۱۸٫۷ میلیارد ساختار را بر روی یک منطقه دایره‌ای ۱۰ سانتی متری الگودهی کند.
این گروه همچنین یک روش اچینگ شیشه‌ای عمودی ایجاد کرده است که باعث می‌شود تا نانو ستون‌ها ابعاد و نسبت ابعاد بالا داشته باشند.
آن‌ها پس از ساخت این شبه‌لنز از آن برای تصویربرداری از اجرام آسمانی استفاده کردند. نتایج نشان داد که این شبه لنزهای مسطح از لنزهای معمولی عملکرد بهتری دارد.
