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 Wie halten Verbindungen von Muskeln und Sehnen ein Leben lang? Studie in der Fruchtfliege Drosophila
04.04.2019 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Wenn Mensch und Künstliche Intelligenz gemeinsam Diagnosen stellen
21.03.2019 | Otto-Friedrich-Universität Bamberg

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: Explosion on Jupiter-sized star 10 times more powerful than ever seen on our sun

A stellar flare 10 times more powerful than anything seen on our sun has burst from an ultracool star almost the same size as Jupiter

  • Coolest and smallest star to produce a superflare found
  • Star is a tenth of the radius of our Sun
  • Researchers led by University of Warwick could only see...

Im Focus: Neues „Baustein-Konzept“ für die additive Fertigung

Volkswagenstiftung fördert Wissenschaftler aus dem IPF Dresden bei der Erkundung eines innovativen neuen Ansatzes im 3D-Druck

Im Rahmen Ihrer Initiative „Experiment! - Auf der Suche nach gewagten Forschungsideen“
fördert die VolkswagenStiftung ein Projekt, das von Herrn Dr. Julian...

Im Focus: Vergangenheit trifft Zukunft

autartec®-Haus am Fuß der F60 fertiggestellt

Der Hafen des Bergheider Sees beherbergt seinen ersten Bewohner. Das schwimmende autartec®-Haus – entstanden im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung...

Im Focus: Hybrid-Neuronen-Netzwerke mit 3D-Lithografie möglich

Netzwerken aus wenigen Neuronenzellen können gezielt künstliche dreidimensionale Strukturen vorgegeben werden. Sie werden dafür elektronisch verschaltet. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, Fehler in neuralen Netzwerken besser zu verstehen und technische Anwendungen mit lebenden Zellen gezielter zu steuern. Dies stellt ein Team aus Forschenden aus Greifswald und Hamburg in einer Publikation in der Fachzeitschrift „Advanced Biosystems“ vor.

Eine der zentralen Fragen der Lebenswissenschaften ist, die Funktionsweise des Gehirns zu verstehen. Komplexe Abläufe im Gehirn ermöglichen uns, schnell Muster...

Im Focus: Was geschieht im Körper von ALS-Patienten?

Wissenschaftler der TU Dresden finden Wege, um das Absterben von Nervenzellen zu verringern und erforschen Therapieansätze zur Behandlung von ALS

Die Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) ist eine unheilbare Erkrankung des zentralen Nervensystems. Nicht selten verläuft ALS nach der Diagnose innerhalb...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz: Lernen von der Natur

17.04.2019 | Veranstaltungen

Mobilität im Umbruch – Conference on Future Automotive Technology, 7.-8. Mai 2019, Fürstenfeldbruck

17.04.2019 | Veranstaltungen

Augmented Reality und Softwareentwicklung: 33. Industrie-Tag InformationsTechnologie (IT)²

17.04.2019 | Veranstaltungen

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

Irdischer Schutz für außerirdisches Metall

18.04.2019 | Verfahrenstechnologie

Erster astrophysikalischer Nachweis des Heliumhydrid-Ions

18.04.2019 | Physik Astronomie

Radioteleskop LOFAR blickt tief in den Blitz

18.04.2019 | Physik Astronomie

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