半导体

哈佛大学联合阿尔贡国家实验室开发基于MEMS芯片的超级透镜

作者:电子信息产业网来源:麦姆斯咨询发布时间:2018-02-27 14:19我要评论

将超表面透镜和MEMS技术相结合,或能为光学系统带来高速扫描和增强的聚焦能力。

集成在MEMS扫描器上的基于超表面技术的平面透镜(超级透镜),左图为扫描电镜图片,右图为光学显微成像图片。在MEMS器件上集成超级透镜,将有助于整合高速动态控制和精确波阵面空间控制优势,打造光控制新模型

目前,透镜技术在各个领域都获得了长足的发展,从数码相机到高带宽光纤,再到激光干涉仪引力波天文台 LIGO的仪器设备等。现在,利用标准的计算机芯片制造技术开发出了一种新的透镜技术,或将替代传统曲面透镜复杂的多层结构和几何结构。

与传统曲面透镜不同,基于超表面光学纳米材料的平面透镜相对更轻。当超表面亚波长纳米结构形成某种重复图纹时,它们便可以模仿能够折射光线的复杂曲度,但是体积更小,聚光能力更强,同时还能减少失真。不过,大部分这种纳米结构器件都是静态的,功能性有限。

据麦姆斯咨询报道,超级透镜技术开拓者——美国哈佛大学应用物理学家Federico Capasso,和MEMS技术早期开发者——美国阿尔贡国家实验室纳米制造和器件小组负责人Daniel Lopez,他们俩来了一番头脑风暴,为超级透镜增加了运动控制能力,例如快速扫描和光束控制能力,或将开辟超级透镜新应用。

Capasso和Lopez联手开发了一款器件,在MEMS上集成了中红外光谱超级透镜。他们将该研究成果发表在了本周的《APL Photonics》期刊上。

MEMS是一种结合微电子和微机械的半导体技术,在计算机和智能手机中可以找到,包括传感器、执行器和微齿轮等机械微结构。MEMS现在几乎无处不在,从智能手机到汽车安全气囊、生物传感器件以及光学器件等,MEMS可以借助典型计算机芯片中的半导体技术完成制造。

Lopez说:“在一个硅芯片上高密度集成数千个独立控制的MEMS透镜器件,可以实现光学领域前所未有的光控制和操作。”

研究人员在一块SOI绝缘体上硅(2微米顶部器件层、200纳米掩埋氧化层以及600微米衬底层)上,采用标准光刻技术制造了这款超表面透镜。然后,他们将这款平面透镜与一个MEMS扫描器(本质上是一个偏转光线用于高速光路长度调制的微镜)的中心平台对齐,通过沉积微小铂片将它们固定在一起,最终将该平面透镜装配在MEMS扫描器上。

“我们这款集成超表面透镜的MEMS原型器件,可以通过电控制改变平面透镜的旋转角度,在几度范围内进行焦点扫描,” Lopez介绍说,“此外,这款集成超表面平面透镜的MEMS扫描器概念验证产品,还可以扩展至可见光及其它光谱范围,开拓更广泛的潜在应用,例如基于MEMS的显微系统、全息和投影成像、LiDAR(激光雷达)扫描器和激光打印等。”

在静电驱动情况下,其MEMS平台可控制两个正交轴方向的透镜运动角度,使平面透镜在每个方向约9度范围内进行焦点扫描。 研究人员估计,其聚焦效率约为85%%。

“这种超级透镜在未来可以利用半导体技术实现大规模量产,或将在广泛的应用领域替代传统型透镜,”Capasso补充说。


责任编辑:顾鸿儒
相关链接

首届全球IC企业家大会

12月11日,由工业和信息化部、上海市人民政府指导,中国半导体行业协会、中国电子信息产业发展研究院主办,北京赛迪会展有限公司、中国电子报社、上海市集成电路行业协会承办的“首届全球IC企业家大会暨第十六届中国国际...

2018世界VR产业大会

10月19日,2018世界VR产业大会在南昌盛大开幕。开幕式上,全国政协副主席卢展工宣读国家主席习近平贺信,工业和信息化部部长苗圩,江西省委书记刘奇,江西省委常委、南昌市委书记殷美根分别致辞。

第二届中国虚拟现实创新创业大赛启动...

8月20日,在中国创新创业大赛组委会办公室指导下,由虚拟现实产业联盟、国科创新创业投资有限公司共同举办的第二届中国虚拟现实创新创业大赛启动新闻发布会在北京举行。

2018年上半年家电网购分析报告发布会

8月2日,工业和信息化部赛迪研究院、中国电子报社在北京发布了《2018年上半年家电网购分析报告》(以下简称《家电网购报告》)。报告显示,2018年上半年,我国B2C家电网购市场(含移动终端)规模达2641亿元...

2018制造业“双创”高峰论坛

6月22日,2018制造业“双创”高峰论坛在北京举办。本次论坛由中国电子信息产业发展研究院、中国制造企业双创发展联盟和中国软件行业协会工业互联网分会主办,中国电子报社、北京云道智造科技有限公司和中国船舶工...

2018世界VR产业大会新闻发布会

5月21日,记者从在北京人民大会堂召开的2018世界VR产业大会新闻发布会上获悉,由工业和信息化部、江西省人民政府共同主办,中国电子信息产业发展研究院、江西省工业和信息化委员会、南昌市人民政府、虚拟现实产业...

数字经济前沿论坛-CITE2018第六届中国电...

为贯彻落实党的十九大精神,充分展示新一代信息技术产业最新发展成就,促进产业核心技术突破,加快形成数字经济新动能,引领信息技术产业供给侧改革,工业和信息化部、深圳市人民政府将于2018年4月9日-11日在深圳市共 ...

中国超高清视频(4K)产业发展大会

3月29日,中国超高清视频(4K)产业发展大会在广州市召开。大会由工业和信息化部、国家广播电视总局、广东省人民政府主办,广东省经济和信息化委员会、广东省新闻出版广电局、广东省通信管理局、广州市人民政府、中...

2019CES国际消费电子产品展报道

CES由美国电子消费品制造商协会(简称CEA)主办,CES每年一月在世界著名拉斯维加斯举办,CES是世界上最大、影响最为广泛的消费类电子技术年展,也是全球最大的消费技术产业盛会。...

2019年全国工业和信息化工作会议

今年中央经济工作会议,认真总结了一年来我国经济社会发展取得的成就和经验,深入分析了当前经济形势,全面部署了明年经济工作,提出要推动制造业高质量发展,坚定不移地建设制造强国。中央经济工作会议把推动制造业...

改革开放40年

40年的实践充分证明,党的十一届三中全会以来我们党团结带领全国各族人民开辟的中国特色社会主义道路、理论、制度、文化是完全正确的...

支持民营企业在行动

当前,国际经济复杂多变、新旧动能转换和政策措施落实差距等多种因素叠加,民营企业发展内外交困,“民营经济离场论”、“新公私合营论”等不当言论甚嚣尘上,导致部分民营企业发展缺乏定力和信心。习近平总书记“在...

中关村集成电路设计园开园暨第二届“芯动北京”中关村IC产业论坛

中关村集成电路设计园开园暨第二届“芯动北京”中关村IC产业论坛...

星河亮点副总裁王奥博:5G应用为测试厂商带来新机遇

今年可以认为是5G移动通信的元年、真正商用的元年,因为随着运营商中国移动、中国电信、中国联通扩大5G网络在更多城市的试用,5G各方面的产业成熟度也已经达到了可以...

普天技术副总裁杜涛:开拓物联网市场须在垂直行业二次学习

普天作为通信行业的一个老兵,为2018中国国际信息通信展带来了信息通信与网络安全、物联网、智慧社会等领域的众多自主创新成果。9月26日,在2018中国国际信息通...

第六届中国电子信息博览会开幕式暨数字经济前沿论坛

本次论坛主题是“智领新时代 慧享新生活”,将邀请政府行业主管部门、国内外著名专家学者、企业家发表主题演讲、对话或专题交流,深入探讨深化创新驱动战略、实施“中国制...

友情链接
关于我们 | 联系我们 | 广告服务
电子信息产业网LOGO