I framtiden, kameralinser kan vara tusentals gånger tunnare och betydligt mindre resurskrävande att tillverka. Forskare från Chalmers tekniska universitet, Sverige, presenterar nu en ny teknik för att göra konstgjorda material som kallas metasytor, som består av en mängd interagerande nanopartiklar som, tillsammans, kan styra ljuset. De kan ha stor nytta av morgondagens optiska teknik.

Metasurfaces kan användas för optiska komponenter i bärbar elektronik, sensorer, kameror eller rymdsatelliter. Chalmersforskarnas nya teknik för att göra sådana plana ytor är baserad på en plast som redan idag används för att skapa andra mikrostrukturer.

"Vi lägger ett tunt lager av denna plast på en glasplatta och med en väletablerad teknik som kallas elektronstråle litografi, vi kan rita detaljerade mönster i plastfilmen, som, efter utveckling, kommer att bilda metasytan. Den resulterande enheten kan fokusera ljus precis som en vanlig kameralins, men det är tusentals gånger tunnare - och kan också vara flexibelt, säger Daniel Andrén, en Ph.D. student vid Institutionen för fysik på Chalmers och första författare till den vetenskapliga artikeln som nyligen publicerats i tidskriften ACS Fotonik .

Under de senaste 10 åren har det har skett en revolution inom optiken. Smartphones har kameror som är jämförbara med en DSLR, med miljontals pixlar upplösning. De bearbetar ljus med små, avancerade datorchips och mjukvara, och bilden återskapas med hjälp av små färgade lysdioder. Dessa tekniker har utvecklats extremt snabbt under de senaste åren, främst på grund av mindre och mer effektiva kretskomponenter.

Dock, kameralinserna i sig har inte förändrats lika mycket. Majoriteten av dagens linser är baserade på samma fysiska principer, och innehåller samma grundläggande begränsningar som de första prototyperna som uppfanns på 1500 -talet. Under det senaste decenniet, dock, forskare har börjat arbeta med konstgjorda material - metasytor - som kan ersätta dagens linser.

För närvarande, vissa frågor står i vägen för storskalig tillverkning av metasytor. Avancerad utrustning krävs för att tillverka dem, och processen är tidskrävande. Men med hjälp av Chalmersforskarnas nya metod, produktionstakten kan ökas flera gånger jämfört med nuvarande toppmoderna tekniker. Den nya tekniken använder ofarliga kemikalier, liksom maskiner som redan är vanliga i nanotillverkningslaboratorier idag, vilket innebär att fler forskare nu kunde börja studera metasytor.

"Vår metod kan vara ett steg mot storskalig produktion av metasurfaces. Det är målet som vi redan arbetar mot idag. Metasurfaces kan hjälpa oss att skapa olika effekter och erbjuda olika tekniska möjligheter. Det bästa har ännu inte kommit, säger Ruggero Verre, en forskare vid Institutionen för fysik vid Chalmers och medförfattare till den vetenskapliga artikeln.