משטחים ניתנים לכיוון חשמלי: יישור גביש נוזלי על ידי מטא-אטומים דיאלקטריים

משטחי מטה דיאלקטריים, הידועים באובדן הנמוך ובקנה המידה שלהם באורך תת-גל, מחוללים מהפכה במערכות אופטיות בכך שהם מאפשרים אפנון אור רב מימדי. חוקרים חידשו כעת בתחום זה על ידי פיתוח משטח דיאלקטרי המבוסס על גבישים נוזליים אשר מייעל את הייצור ומשפר את ביצועי המכשיר.

משטחים דיאלקטריים מייצגים את אחד מכיווני המחקר והיישום החדשניים בתחום האופטי הנוכחי. יש להם לא רק את היתרון של אובדן נמוך אלא גם מאפשרים מימוש של עובי מכשיר בסקאלות תת-גל. יתר על כן, הם יכולים לווסת אור בחופשיות בממדים מרובים כגון משרעת, פאזה וקיטוב. ליכולת זו, שחסרה לה אופטיקה מסורתית, יש חשיבות משמעותית לאינטגרציה, מזעור וקנה מידה של מערכות אופטיות עתידיות. כתוצאה מכך, משטחי מטא דיאלקטריים משכו תשומת לב תעשייתית גוברת.

במחקר זה, הצוות של פרופסור דאפינג צ'ו באוניברסיטת קיימברידג' פיתח מטא-משטח דיאלקטרי חדש המבוסס על גבישים נוזליים. על ידי מינוף השפעת היישור המובנית של המטא-משטח הדיאלקטרי על גבישים נוזליים על גבי תכונותיו הניתנות לשליטה חשמלית, מתבטל הצורך בחומרי יישור של שכבת גבישים נוזליים ובתהליכים נלווים, ובכך חוסך זמן ועלויות ייצור המכשיר. יש לכך השלכות מעשיות על מכשירים כגון גביש נוזלי על סיליקון (LCoS).

משטחים דיאלקטריים מייצגים את אחד מכיווני המחקר והיישום החדשניים בתחום האופטי הנוכחי. יש להם לא רק את היתרון של אובדן נמוך אלא גם מאפשרים מימוש של עובי מכשיר בסקאלות תת-גל. קרדיט: מכשירים ומכשור מתקדמים

צוות המחקר חקר באופן כמותי את עוצמת השפעת היישור של המטא-שטח עצמו על גבישים נוזליים על ידי מדידת העברת ההתקן בזוויות שונות. הם השיגו יחס ניגודיות של 25.6 בין בהירות לחושך.

במקביל, צוות המחקר השיג גם עומק אפנון של 94% ברצועת אורך הגל של התקשורת הקרובה לאינפרא אדום במהלך ניסויים.

מחקר זה מציע מטא-משטח מבוקר חשמלי חדש המבוסס על גבישים נוזליים. על ידי מינוף השפעת היישור המובנית של משטח המטא על גבישים נוזליים, תהליך היישור הקיים במכשירי גביש נוזליים מסורתיים מתבטל, ובכך מציע ערך כלכלי משמעותי למכשירי גביש נוזליים מסורתיים.

בנוסף, בשל אופי תת-הגל של משטח המטא, ניתן להפוך את המכשיר תיאורטי לדק במיוחד, מה שמשפר למעשה את מהירות התגובה והרזולוציה של מכשיר הגביש הנוזלי. התקני גביש נוזלי המשולבים עם משטחים בעלי ערך מחקר מכריע עבור התקני גביש נוזלי מסורתיים כגון LCoS.