【產(chǎn)通社，6月19日訊】使用納米壓印光刻技術(shù)制造的非線性金屬透鏡能夠改變激光的波長，同時充當(dāng)普通的聚光透鏡。當(dāng)800納米的紅外(IR)光穿過金屬透鏡時，400納米的可見光從另一側(cè)射出。

通過將包含金屬透鏡的納米結(jié)構(gòu)與鈮酸鋰(一種支持非線性光學(xué)效應(yīng)的材料)相結(jié)合，使得金屬透鏡具有一半入射光波長的能力成為可能。這種效應(yīng)并不局限于特定的激光波長，因此可用于各種應(yīng)用。例如，金屬透鏡可用于非線性顯微術(shù)和光譜學(xué)、用于防偽技術(shù)的非線性全息術(shù)和可調(diào)平面光學(xué)。

metalens由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(Swiss Federal Institute of Technology)的一組物理學(xué)家設(shè)計(jì)和制造。由Rachel Grange教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個晶體鈮酸鋰平臺，并優(yōu)化了用于軟納米壓印光刻(SNIL)的平臺，以制造非線性納米結(jié)構(gòu)。

納米級圖案被壓印到鈮酸鋰材料中�！昂锈壦徜嚲w前體的溶液可以在仍然處于液態(tài)時進(jìn)行沖壓，”研究人員üLLE-Linda Talts說。一旦這種材料被加熱到600攝氏度，它就會呈現(xiàn)出能夠轉(zhuǎn)換光的晶體特性。這種制造方法適合大規(guī)模生產(chǎn)，因?yàn)榉聪蚰＞呖梢远啻问褂�，允許根據(jù)需要印刷盡可能多的金屬透鏡。

非線性光學(xué)元件的小型化對于將先進(jìn)的光操縱集成到緊湊的光子器件中是必不可少的，這將實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的、成本有效的應(yīng)用。尺寸限制是經(jīng)典透鏡設(shè)計(jì)的固有特征。用于制造金屬透鏡的納米壓印工藝可以通過提供制造非線性納米結(jié)構(gòu)的低成本、高度可擴(kuò)展的方法來擴(kuò)展非線性亞表面的領(lǐng)域。

金屬透鏡和類似的產(chǎn)生全息圖的納米結(jié)構(gòu)可以用來制造鈔票和證券防偽，并保證藝術(shù)品的真實(shí)性。組成透鏡的納米結(jié)構(gòu)太小，使用可見光無法看到，而它們的非線性材料屬性允許高度可靠的認(rèn)證。

非線性金屬透鏡也可以與相機(jī)探測器一起使用，以修改和控制激光發(fā)射，將紅外光轉(zhuǎn)換為可見光。它們可以減少尖端電子制造中深紫外光圖案化所需的設(shè)備。

迄今為止，鈮酸鋰異常的穩(wěn)定性和硬度限制了這種材料在制造納米結(jié)構(gòu)中的使用。直接納米壓印光刻技術(shù)可以將鈮酸鋰平臺用于高質(zhì)量的非線性光學(xué)納米結(jié)構(gòu)，該納米結(jié)構(gòu)在寬的透明范圍內(nèi)具有出色的頻率轉(zhuǎn)換效率。這種材料易于納米化，結(jié)合其高二階非線性，可以實(shí)現(xiàn)非線性超表面的低成本、高規(guī)模制造。

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