p Pesquisadores da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign desenvolveram uma abordagem simplificada para a fabricação de planos, óptica ultrafina. A nova abordagem permite a gravação simples, sem o uso de ácidos ou agentes químicos de corrosão perigosos. p "Nosso método nos aproxima de tornar a óptica" faça você mesmo "uma realidade, simplificando muito as etapas de iteração do projeto, "explicou Kimani Toussaint, um professor associado de ciência mecânica e engenharia que liderou a pesquisa publicada esta semana em Nature Communications . "O processo incorpora um modelo nanoestruturado que pode ser usado para criar muitos tipos diferentes de componentes ópticos sem a necessidade de ir a uma sala limpa para fazer um novo modelo cada vez que um novo componente óptico é necessário.

p "Nos últimos anos, o impulso para promover maior inovação tecnológica e interesse científico e de engenharia básicos dos mais amplos setores da sociedade ajudou a acelerar o desenvolvimento de componentes do tipo faça você mesmo (faça você mesmo), particularmente aqueles relacionados a placas de microcontrolador de baixo custo, "Toussaint comentou." Simplificar e reduzir as etapas entre um design básico e a fabricação é a principal atração dos kits DIY, mas normalmente em detrimento da qualidade. Apresentamos a gravação assistida por plasmon como uma abordagem para estender o tema DIY para a óptica com apenas uma modesta troca de qualidade, especificamente, a fabricação de componentes ópticos planos. "

p "Nosso método usa os aspectos de design intuitivo de óptica difrativa por meio de modificação de superfície simples, e as propriedades de aprimoramento de campo elétrico de nanoantenas de metal, que são normalmente os blocos de construção das metasuperfícies, "afirmou Hao Chen, um ex-pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Toussaint e primeiro autor do artigo, "Rumo a componentes ópticos planares do-it-yourself usando gravação assistida por plasmon."

p De acordo com Chen, a luz do laser faz a varredura do modelo - uma matriz 2D de nanoantenas de gravata borboleta com pilares de ouro (com uma área de 80 x 80 micrômetros quadrados) - que está submerso na água, em um padrão desejado em um microscópio. A interação luz-matéria, aprimorado pelas nanoantenas, produz um forte efeito de aquecimento. Como resultado, a camada de ouro das nanoantenas sofre expansão térmica que atua contra sua adesão ao substrato de vidro. Com certa quantidade de potência óptica, a força fornecida pela expansão térmica permite que a camada de ouro se separe do substrato, gravando o metal.

p "Geral, a carga de trabalho na sala limpa é bastante reduzida, "Chen observou." Assim que o modelo estiver pronto, é como uma folha de papel. Você pode 'desenhar' todos os elementos ópticos de que precisa em uma 'tela' usando um microscópio óptico de varredura a laser convencional. "

p O estudo demonstrou a fabricação de vários ultrafinos (dimensão característica menor que o comprimento de onda óptico), componentes ópticos planos usando o mesmo modelo. Os componentes ópticos específicos fabricados pelos pesquisadores incluíram uma lente de foco plana (também conhecida como placa de zona de Fresnel) com comprimento focal de ~ 150 micrômetros, uma rede de difração, e um conversor holográfico que transmite momento angular a um feixe óptico padrão.

p De acordo com os pesquisadores, o método PAE e o modelo especializado também podem ser usados ​​para permitir a captura e classificação preferencial de partículas, para criar os chamados canais optofluídicos "sem paredes".

p Toussaint dirige o laboratório PROBE no Departamento de Ciência Mecânica e Engenharia de Illinois. Além de Toussaint e Chen, os co-autores do estudo incluem o estudante de graduação Qing Ding, ex-aluno de graduação Abdul Bhuiya, e Harley T. Johnson, professor de ciência mecânica e engenharia em Illinois.