Воздействие света изменяет материал, который изменяет проходящий сквозь него свет

Оптические свойства определенных участков тонкой пленки из универсального оптического материала можно изменить, применив к этому участку воздействие короткого импульса лазерного света.
Такая способность нового материала, разработанного учеными из исследовательского института сингапурского Агентства по науке, технологиям и исследованиям A*STAR (A*STAR Institute for Infocomm Research, I2R), делает этот материал подходящим для целого ряда технологий манипулирования светом, от создания сложных оптических линз до технологий получения голографических изображений.Когда вы нажимаете одну из кнопок на своей камере, она автоматически фокусируется на объекте съемки, регулируя положение отдельных частей оптической системы. Точно также устроены некоторые из научных приборов, а в некоторых других приборах управление оптическими свойствами их систем реализовано на базе нагрева или механической деформации определенных ээлементов. Но возможность использования света в этих целях имеет множество преимуществ, включая быструю реакцию, более легкую интеграцию и миниатюризацию.

Для создания своего чудо-материала группа, возглавляемая Киэном Ванном (Qian Wang), использовала материал, применяемый для изготовления CD и DVD-дисков. В таких перезаписываемых дисках для стирания и записи данных используются короткие импульсы лазерного света, длительность которых колеблется в диапазоне от наносекунд до микросекунд. Сингапурские же ученые использовали еще более короткие импульсы лазерного света, длительностью в несколько фемтосекунд.

И такие импульсы позволили им получить целый ряд состояний оптического материала, лежащий между абсолютно прозрачным и абсолютно непрозрачным состоянием. А узкая фокусировка луча лазера позволила им изменять состояние крошечных областей материала, размер которых равнее порядка 0.6 микрометра.

“Новая технология позволяет нам создавать оптические устройства с плавно изменяющимися в широком диапазоне параметрами. При необходимости мы можем “стереть” созданное устройство и на его месте создать любую другую структуру” рассказывает Эдвард Роджерс (Edward Rogers), ученый из университета Саутгемптона, принимавший участие в данных исследованиях, – “Все это может использоваться для создания сложных оптических устройств, таких, как линзы, дифракционные решетки, и сложные резонансные структуры, включая голографические носители. А ключом к этому являются фазовые переходы материала на базе распространенного халькогенидного стекла”.

Одним из преимуществ новой технологии является ее компактность.

“По сравнению с традиционными оптическими компонентами, наши устройства практически плоские и совсем маленькие, они могут иметь размеры в десятки микрон. Это позволит создавать сверхминиатюрные системы, выполняющие сложную обработку оптических сигналов, которые широко используются для транспортировки информации”.

В настоящее время оптические элементы “рисуются” в пленке лучом лазера, который движется по задаваемому пути, подобно лучу фотоплоттера. Но в будущем исследователи собираются создать нечто, называемое ими генератором оптических образов, своего рода оптический “штамп”, который позволит значительно ускорить процесс обработки пленки из светочувствительного материала.