Zespół naukowców z University of Delaware (UD) z powodzeniem przetestował soczewkę zbudowaną w skali mikroczipowej na wierzchu płytki krzemowej, używając specjalistycznych cienkich metapowierzchni. Może to być kluczowy krok w zmniejszeniu wszystkich elementów tradycyjnej fotoniki do mikroskali, umożliwiając zbudowanie mikrokomputera optycznego, kompaktowych LiDAR'ów nowej generacji, spektrometrów na chipie i przetwarzanie informacji kwantowej. Metapowierzchnie są cienkimi warstwami złożonymi z pojedynczych elementów, które początkowo zostały opracowane w celu przezwyciężenia przeszkód, jakie napotykają metamateriały.

W celu zmniejszenia wielkości optyki, badacze UD, w tym Tingyi Gu, asystent profesora inżynierii elektrycznej i komputerowej, zdecydowali się na stworzenie soczewki z materiału metapowierzchniowego naniesionego na płytke krzemowej. Problem utraty sygnału w przypadku wcześniejszych "plazmonicznych" materiałów metapowierzchniowych zostały odsunięte na bok, poprzez stworzenie nowego rodzaj metapowierzchni, wykonanej z wytrawionych materiałów dielektrycznych na wierzchu płytki krzemowej. Materiał ten tworzy swego rodzaju soczewkę, wywołującą utratę sygnału mniejszą niż jeden dB. Zmniejszając w ten sposób ilość niepożądanego ciepła i szumów generowanego przez układ. Teraz, dzięki nowej dielektrycznej soczewce z metalową powierzchnią, "możemy tworzyć znacznie mniejsze i bardziej kompaktowe urządzenia", stwierdził Gu.

Jeśli spojrzysz na powyższy schemat, zobaczysz obraz mikrosoczewki na chipie, utworzonej przez naukowców w UD (z nałożoną symulacją reakcji na światło). Mikrosoczewka została wykonana z różnych siatek wytrawionych w specjalnych materiałach na krzemie. Podczas testów wykazywała ona kilka kluczowych właściwości tradycyjnej szklanej soczewki - w tym zbieżne wiązki o mierzalnej ogniskowej (8 mikrometrów) oraz odległość obiektu i obrazu (44 i 10,1 ľm) ", zauważa spektrum IEEE.

Oczywiście to dopiero początek pracy. Celem jest umieszczenie tych mikrosoczewek w mikroczipach. Mikroprocesory optyczne "będą z pewnością szybkie", powiedział Gu. Jednak teraz jego zespół musi rozpocząć pracę nad integracją tych soczewek w skomplikowanych tradycyjnych obwodach elektronicznych.