物理科技生物学-PHYICA

使用氧松泽泉化石墨烯金属生成超分辨光学针和多焦点阵列

纳米技术 2021-10-07 23:58:13

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1 GO金属的展示及其表征

(一)GO金属公司生产的光学针的光学演示

(二)由金属探测器产生的四个轴向焦斑的光学演示

用物镜为×20,NA=0的光学显微镜拍摄的氧化镓金属的光学图像

5、比例尺为50微米

信贷:光电进展(2021)

DOI: 10

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200031 在《光电进展》杂志的一份新出版物中,由澳大利亚维多利亚州史文朋理工大学的·贾教授、新加坡新加坡国立大学的程教授和中国北京理工大学的教授领导的研究人员考虑了使用氧化石墨烯金属层产生超分辨光学针和多焦点阵列的问题

超薄轻质的金属在光子芯片、生物传感器和微型成像系统(如智能手机摄像头)中的应用越来越重要

与传统镜头相比,金属镜头可以通过提高分辨率、消除球面像差和色差来改善当前相机的图像质量

可以使用单个超薄(厚度小于人发的1/100)金属元件来代替传统透镜所需的多元件成像系统

由于在受限的2D平面中存在独特的光-物质相互作用,2D材料非常适合与金属透镜一起使用,从而进一步减小了透镜所需的厚度

2D石墨烯家族材料,例如石墨烯氧化物,是空气稳定的,具有许多应用,并且成本低,易于大规模制造

它们在极端环境中保持稳定,例如在航空航天中的低地球轨道,因此在卫星中具有潜在用途,可以取代目前笨重的透镜,提高成像质量,降低发射成本

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2 (a)玻璃基板上的氧化镓金属示意图,总厚度为200纳米

当在RGO地区被飞秒激光减小时,吸收和折射率增加,而厚度减小到100纳米

分别由(b)轴向多焦点光点和(c)光学针状多焦点光点聚焦特性的理论计算得到的x-z平面上的归一化强度分布

信贷:光电进展(2021)

DOI: 10

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200031 这篇文章的作者开发了200纳米厚的氧化石墨烯金属,以产生专门的焦点强度分布

氧化石墨烯金属具有控制光振幅的能力(即

e

透镜的透明度)和相位(透镜的折射率和厚度)

这不同于通过多步纳米制造或多级纳米元件引入调制的其他金属,氧化石墨烯透镜的调制是通过激光光还原过程局部引入的,该过程将氧化石墨烯转化为石墨烯材料

在还原过程中,材料变得更薄,并具有更高的折射率和吸收率

基于同时的相位和振幅调制,作者演示了通过创建超分辨超长光学针和轴向多焦点阵列来精确控制焦点强度分布,这对于其他金属是极具挑战性的

氧化石墨烯金属将在集成光子学和紧凑型光子系统中得到广泛应用,包括显微成像、光学操作和光子芯片,并且可以集成在微流体芯片上以形成芯片实验室生物光子器件

这项研究为基于石墨烯的超薄可集成光子器件的开发奠定了基础,并为更广泛的应用铺平了道路,例如替换现有手机摄像头镜头,从而有可能减少现有手机的厚度

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