厚度仅10亿分之一米!石墨烯光学镜头取得突破

周彤 8年前 (2016-02-02)

近日,研究人员用石墨烯打造的特殊光镜突破衍射极限。

作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,石墨烯近来被应用于各个领域。近期,澳大利亚斯威本科技大学开发出一种厚度仅有十亿分之一米厚的石墨烯微镜头,有望取代旧式磨砂玻璃镜片。

厚度仅10亿分之一米!石墨烯光学镜头取得突破

近日,该研究结果也被发表在了最新一版的《自然通讯》上。据悉,这种石墨烯微镜头能够清晰的拍下单个细菌大小的图像,与此同时,其必将在电子产品,纳米卫星及计算机等领域产生影响。

目前,特定镜头的解析度一直被“衍射极限”限制着。在之前,人们也尝试通过全息,激光,电子等方法来克服衍射极限,但是有没有取得实质上的进展。在以往,人们也尝试通过全息,激光,电子等方法来克服衍射极限,虽然也取得了一定的成功,但由于成本过高且过程复杂,并非十分适用。而这种新型镜头是柔性的、可搞定小至200纳米的物体、甚至看到近红外。显然,这是可能会是衍射极限的一次突破,允许聚焦的光线少掉一半。

可以说,这次突破在于应用了石墨烯氧化物打造透镜。该材料使得团队能够打造出只有纸张1/300薄、重量不到1微克的超薄平面式透镜。这是通过有效地“印刷”镜头而达成的,其解决方案是先喷涂一层石墨烯氧化物,然后通过激光将之“塑模”成圆形。

据称,一旦此技术成熟,它将在显微镜之外的地方发挥更多的作用,比如更轻更薄的热成像手机、更小的内视镜手术、在纳米卫星中替代传统的镜头(节省几百颗的发射载重量)、以及提升超算和超高速宽带设备中的光子芯片的效率。

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