Представлено «объёмное» маскирующее устройство видимого диапазона

В лаборатории Технологического института Карлсруэ (Германия) создан новый вариант маскирующего устройства, функционирующего в трёх измерениях.

Предыдущая версия этого приспособления, о которой мы тоже рассказывали, появилась чуть больше года назад. Тогда разработка германских физиков, напомним, успешно скрывала дефект — небольшую вмятину — отражающей металлической поверхности на длинах волн в 1,5–2,7 мкм (ближняя ИК-область). Основным её преимуществом считалась «объёмность», сохранение желаемого оптического эффекта при разных углах наблюдения из достаточно широкого конуса, выделенного красным на рисунке ниже.

Внешний вид устройства (иллюстрация из журнала Science).

По своей структуре маскирующее устройство напоминало фотонный кристалл, у которого показатель преломления, как известно, должен периодически изменяться в пространственных направлениях. Чтобы задать нужное чередование показателей, авторы изготовили на стеклянной подложке массив наноразмерных полимерных стержней, которые отделялись друг от друга воздухом и примыкали к отражающему слою золота.

Теперь учёные повторили эту работу на новом уровне миниатюризации, уменьшив образцы до 50×20×5 мкм³. Полная ширина дефекта золотой поверхности равна 6 мкм, а глубина вмятины — всего 0,5 мкм.

В прошлом году *расстояние между полимерными стержнями составляло 800 нм, а сейчас **оно снизилось до 350 нм! За счёт этого граница рабочей области и передвинулась из ближнего ИК-диапазона в видимый: если 1,5 мкм умножить на 350 нм и разделить на 800 нм, получим, что маскирующий эффект должен сохраняться приблизительно до 700 нм. Как показали эксперименты, такое оценочное значение, попадающее в красную область спектра, близко к истинному.

Слева сверху показаны микрофотографии контрольного образца, который не обладает маскирующими свойствами, и самого устройства, изготовленных на стеклянной подложке и покрытых слоем золота толщиной 100 нм; масштабная полоска — 10 мкм. Справа сверху даны разрезы двух структур с выделенными синим полимерными частями; масштабная полоска — 2 мкм. Снизу слева приведены результаты опыта на длине волны в 700 нм, в котором структуры рассматриваются со стороны золотого покрытия. Как и следовало ожидать, вмятина чётко выделяется в обоих случаях. Снизу справа — результаты наблюдений со стороны стекла. Видно, что устройство, в отличие от контрольного образца, успешно замаскировало вмятину. (Иллюстрация из журнала Optics Letters). 

Испытания устройства на разных длинах волн. Можно заключить, что оно ещё сохраняет работоспособность в области 650–700 нм, но на меньших длинах маскирующий эффект теряется (иллюстрация из журнала Optics Letters).

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Optics Letters.

Источник