Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Flache Nano-Linse macht perfekte Bilder

28.08.2012
Winzige Gold-Antennen eliminieren Fehler und bieten breite Anwendung

Ein US-amerikanisch-italienisches Forscherteam hat eine neuartige Linse entwickelt, die nicht klassisch gekrümmt, sondern völlig flach ist - und ganze 60 Nanometer dick. Die aus einem Silizum-Wafer mit winzigen Gold-Antennen bestehende Linse bietet den Vorteil, dass es nicht wie bei herkömmlichen Linsen zu gängigen Bildfehlern kommt. Insbesondere ist sie völlig aberrationsfrei, berichtet das Team in der Fachzeitschrift Nano Latters.


Nanotechnologisch: Konzeptillustration der Flachlinse (Foto: Francesco Aieta)

Der Prototyp arbeitet bei Wellenlängen, die in der faseroptischen Signalübertragung üblich sind, doch ist das Prinzip vielseitig einsetzbar. "Eine einfache und sehr nützliche Anwendung könnten kompakte Mikroskop-Objektive mit hoher numerischer Apertur sein", meint Federico Capasso, Professor für Angewandte Physik an der Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) http://seas.harvard.edu , gegenüber pressetext. Langfristig ortet er unter anderem auch Einsatzmöglichkeiten in der Medizin.

Nano-Antennen statt Glaskrümmung

Bei herkömmlichen Linsen bestimmen die Form der Krümmung und die somit an verschiedenen Stellen unterschiedliche Dicke, wie Licht fokussiert wird. Das Harvard-Team dagegen nutzt einen völlig neuen Ansatz: Die Wissenschaftler haben zunächst einen dünnen Silizium-Wafer mit einer Nanometer-dicken Goldschicht überzogen. Dann wurden Teile der Goldschicht entfernt, so dass gleichmäßig angeordnete V-förmige Strukturen zurückbleiben. Diese wirken als Nano-Antennen, die einfallendes Licht kurz aufhalten, ehe es wieder abgegeben wird.

"Der Trick dabei ist, die Linse von der Mitte hin zum Rand mit Nano-Antennen mit unterschiedlicher Geometrie - Größe und Öffnungswinkel - zu versehen", sagt Capasso. Denn dann wird Licht weiter außen stärker abgelenkt als in der Mitte - mit dem Effekt, dass es genau wie bei einer herkömmlichen konvexen Linse fokussiert wird.

Auf einfachste Weise feinjustierbar

Bei normalen Linsen treten aufgrund ihrer Form bestimmte Bildfehler auf. "Um Aberrationen zu kompensieren, sind Linsensysteme sehr komplex und nutzen eine Mischung aus konvexen und konkaven sowie asphärischen Linsen", meint der Harvard-Physiker. Die Neuentwicklung dagegen vermeidet viele Probleme durch die fehlende Krümmung. Der von Weitwinkel-Linsen bekannte Fischaugen-Effekt beispielsweise tritt nicht auf. Auch Astigmatismen und Koma sind ausgeschlossen.

"In Zukunft können wir möglicherweise all die großen Teile in den meisten optischen Systemen einfach durch flache Oberflächen ersetzen", sagt Francesco Aieta, Gaststudent an der SEAS und Doktorand an der Università Politecnica delle Marche http://www.univpm.it/English .

"Wir haben beispielsweise eine sehr nützliche Anwendung im Sinn: Eine Linse direkt am Ende einer Glasfaser anbringen", so Capasso. Damit könnte Licht beispielsweise gezielt in schwer zugänglichen Stellen des Körpers fokussiert werden, um Operationen zu erleichtern. Allerdings wird es dem Physiker zufolge wohl noch fünf bis zehn Jahre dauern, ehe es tatsächlich kommerzielle Anwendungen der Flachlinse gibt.

Thomas Pichler | pressetext.redaktion
Weitere Informationen:
http://www.seas.harvard.edu

Weitere Berichte zu: Gold-Antennen Goldschicht Krümmung Linse Nano-Antennen Nano-Linse Physik SEAS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Krankheitserreger im Visier
09.10.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

nachricht Wie überleben Nervenzellen? Forschungsteam versucht den Zelltod zu stoppen
04.10.2018 | DFG-Forschungszentrum für Regenerative Therapien TU Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Auf dem Weg zu maßgeschneiderten Naturstoffen

Biotechnologen entschlüsseln Struktur und Funktion von Docking Domänen bei der Biosynthese von Peptid-Wirkstoffen

Mikroorganismen bauen Naturstoffe oft wie am Fließband zusammen. Dabei spielen bestimmte Enzyme, die nicht-ribosomalen Peptid Synthetasen (NRPS), eine...

Im Focus: Größter Galaxien-Proto-Superhaufen entdeckt

Astronomen enttarnen mit dem ESO Very Large Telescope einen kosmischen Titanen, der im frühen Universum lauert

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Olga Cucciati vom Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna hat mit dem VIMOS-Instrument am Very Large...

Im Focus: Auf Wiedersehen, Silizium? Auf dem Weg zu neuen Materalien für die Elektronik

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben zusammen mit Wissenschaftlern aus Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgarien) und Madrid (Spanien) ein neues, metall-organisches Material entwickelt, welches ähnliche Eigenschaften wie kristallines Silizium aufweist. Das mit einfachen Mitteln bei Raumtemperatur herstellbare Material könnte in Zukunft als Ersatz für konventionelle nicht-organische Materialien dienen, die in der Optoelektronik genutzt werden.

Bei der Herstellung von elektronischen Komponenten wie Solarzellen, LEDs oder Computerchips wird heutzutage vorrangig Silizium eingesetzt. Für diese...

Im Focus: Goodbye, silicon? On the way to new electronic materials with metal-organic networks

Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz (Germany) together with scientists from Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgaria) and Madrid (Spain) have now developed and characterized a novel, metal-organic material which displays electrical properties mimicking those of highly crystalline silicon. The material which can easily be fabricated at room temperature could serve as a replacement for expensive conventional inorganic materials used in optoelectronics.

Silicon, a so called semiconductor, is currently widely employed for the development of components such as solar cells, LEDs or computer chips. High purity...

Im Focus: Blauer Phosphor – jetzt erstmals vermessen und kartiert

Die Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente.

Das Element Phosphor tritt in vielerlei Gestalt auf und wechselt mit jeder neuen Modifikation auch den Katalog seiner Eigenschaften. Bisher bekannt waren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Natürlich intelligent

19.10.2018 | Veranstaltungen

Rettungsdienst und Feuerwehr - Beschaffung von Rettungsdienstfahrzeugen, -Geräten und -Material

18.10.2018 | Veranstaltungen

11. Jenaer Lasertagung

16.10.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Ultraleichte und belastbare HighEnd-Kunststoffe ermöglichen den energieeffizienten Verkehr

19.10.2018 | Materialwissenschaften

IMMUNOQUANT: Bessere Krebstherapien als Ziel

19.10.2018 | Biowissenschaften Chemie

Raum für Bildung: Physik völlig schwerelos

19.10.2018 | Bildung Wissenschaft

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics