现在是平面光学的时候了

beplay手机官网app应用材料的最近平面光学开放创新研讨会召集了顶尖的学术和行业专家来回答两个主要问题:1)超表面的应用与传统光学有什么不同;2)这种技术离商业成熟有多近?在这篇博客中,我们将强调从研讨会中学到的关键知识,并解释为什么Applied对平面光学的未来感到兴奋。但首先,让我们快速入门。

什么是平面光学?

传统光学是以光学元件的折射和反射为基础的,这些元件的尺寸比它们所操纵的光的波长要大得多。平面光学的特点是使用了纳米尺度的元素阵列小于光的波长总体而言,这些元素可以弯曲和操纵光线,以模仿传统光学的功能,但重要的是,还可以产生全新的功能。

图1:传统光学与平面光学的区别特征是元件的尺寸相对于光的波长。
图1:传统光学与平面光学的区别特征是元件的尺寸相对于光的波长。

“平面光学是一个机会非常丰富的领域。这是一种非常不同的引导光的方式,并让光做一些我们从未想象过的事情,因为它们在体积光学中是不可能的,”他说教授斯蒂芬·福勒斯特

应用程序是什么?

平面光学的研究开始专注于取代和缩小体积光学的功能,但这只是冰山一角。随着研究的继续,新的可能性出现在体积庞大的玻璃透镜的小型化之外,包括偏振成像、生物传感、汽车光束转向以及平板相机的焦深透镜。

在取代传统眼镜方面,教授费德里科•卡帕索在研讨会上讨论了我们如何使用多层超表面的巧妙设计来实现多个离散波长的透镜,比如RGB透镜。教授乔纳森·范展示了如何在机器学习算法中设置几何边界约束来设计可制造的超曲面。除了基本的透镜,平面光学将使我们能够在新型小型形状因子相机中成像频率和振幅以及偏振、角动量和相位。

描述了成像以外的应用,教授Arka Majumdar解释了平面光学作为一个基于硬件的边缘检测层如何帮助机器学习加速。其他例子包括:教授安德里亚振断言超表面如何塑造增强现实应用中的光波前;教授Andrei Faraon说明设计的元光学在安全应用中的关键作用;和教授珍妮弗·迪翁将超表面描述为各种生物标志物的高灵敏度和廉价传感器的平台技术。

上面列出的所有应用程序都是使用无源组件完成的;然而,平板光学最令人兴奋的方面之一是它与活性材料的兼容性。教授哈利阿特沃特马克Brongersma教授展示了对超表面材料的主动控制如何使激光雷达、LiFi、全息显示器、增材制造和新型科学仪器的组件成为可能。

平板光学达到商业可行性了吗?

beplay手机官网app应用材料,通过CTO办公室和来自Applied Ventures的资助该公司利用其在材料、高通量设备设计和纳米级过程控制方面的专业知识,帮助推动平板光学技术进入各种批量市场。

福雷斯特教授说:“应用可以在许多层面发挥作用,但我认为,它们真正带来的是当今世界上很少有公司能够在纳米级开发控制材料的过程的能力。”

与传统硅相比,平面光学面临着不同材料的挑战,从使用玻璃基片到不同的加工顺序和光刻要求,能够在设计的同时构建合适的工艺是很重要的。

超表面光学的独特特性正引起新公司和大公司越来越多的兴趣,证明了平面光学在商业价值链上的潜力。受邀参加研讨会的初创企业展示了几个引人注目的应用,从Brelyon展示的完全沉浸式全息显示器到TunOptix展示的混合平面光学-机器学习相机系统。PlanOpSim是一家刚刚走出创业阶段的公司,它正在创建一个软件平台,使超表面设计在行业中更加普及。但这不仅仅是创业;微软首席光学架构师伯纳德·克雷斯(Bernard Kress)展示了平面光学技术如何应用于增强现实耳机等消费产品的复杂系统。

研究不再关注基本的构建块;实验室、初创公司和应用材料(Applied Materials)等大公司已经开始beplay手机官网app超越平面光学的范畴,探索平面光学可以解锁的东西。

一个令人兴奋的前景

这次研讨会最大的收获是:现在是平面光学的时候了。教授史蒂夫空白这位精益创业方法的发明者,将平板光学的采用与晶体管的兴起相提并论,认为这是计算机世界的主力和驱动力。就像70年前固态晶体管取代真空管技术并创造出难以想象的应用一样,平板光学有潜力取代传统元件并开辟新的可能性。看看这些视频听听布兰克教授和其他研讨会参与者关于平面光学的更多评论。

beplay手机官网app应用材料公司很高兴能与生态系统中的其他公司合作,共同构建平面光学的未来。访问我们的合作网站更多地了解Applied的开放创新战略,以及我们如何与创业公司、研究机构、领先大学等建立联系。你也可以跟随我们的开放创新小组LinkedIn推特加入我们的企业家、学者和行业合作伙伴的社区,探索下一波新兴技术。

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