Компактные оптические системы. Ученые создали микрозеркало, управляющее лазером в трех измерениях
Исследователи из Университета штата Пенсильвания разработали крошечное MEMS-зеркало, которое одновременно изменяет направление лазерного луча и его фокус. Это может помочь в создании более компактных оптических систем.
Об этом пишет Interesting Engineering .
Устройство может наклоняться в двух направлениях и перемещать лазерный луч по плоскости. Одновременно с этим оно изменяет форму отражающей поверхности: зеркало может становиться более плоским или выгибаться, благодаря чему меняется глубина фокусировки света.
Обычно для управления направлением луча и его фокусом требуются отдельные оптические компоненты. Новое устройство объединяет эти функции в одном микрозеркале.
В основе технологии лежит микроэлектромеханическая система (MEMS). Это крошечные механические элементы, изготовленные на чипе с использованием технологий, подобных тем, что применяются при производстве компьютерных микросхем.
Для приведения зеркала в движение исследователи использовали нитрид алюминия. Это пьезоэлектрический материал, который деформируется под воздействием напряжения. Одни микроскопические элементы отвечают за наклон зеркала, а другой слой изменяет форму его поверхности.
Размер зеркала составляет около 1 мм, поэтому оно может очень быстро реагировать на изменения напряжения. Исследователи измерили изменение фокуса за миллионные доли секунды.
По словам ведущего автора исследования, аспиранта в области электротехники Хантера Шиллингбурга, управление светом в трех измерениях с помощью одного устройства может уменьшить размер и вес оптических систем.
Среди возможных областей применения исследователи называют миниатюрные микроскопы для нейробиологии, очки и гарнитуры дополненной реальности, а также системы квантового управления, микроскопии со структурированным освещением и оптогенетики.