纳米视觉结构应用于工业实践,可模拟飞蛾眼睛

飞蛾在夜间飞行时,眼睛需要捕捉所有可见光。为了做到这一点,一些生物种类的眼睛表面进化有纳米视觉结构(nanoscopic structures),能够使其在夜间捕捉到几乎所有的光,以防止被捕猎。

现在, 制造工程中心(MEC)MicroBridge项目组的科学家们采用了飞蛾眼睛的模型用于研究在低光环境中使用的工业透镜。这种透镜表面的结构高度小于100纳米。透镜的结构大小需要小于光的波长,以避免对进入透镜区域的光造成干扰。采用该中心的聚焦离子束,制造了结构微小的透镜模具。

聚焦离子束采用高放电原子粒子在显微镜下进行材料加工。MEC中心的罗伯特霍伊尔表示,这是一项极为复杂的挑战。不只是镜头本身的曲率要求很精确,表面的纳米视觉结构(nanoscopic structures)也要求小于光的波长,这样才能够消除光射到透镜表面时所产生的高折射率。这种对折射率的消除降低了透镜的折射,使其能够捕捉更多的光。最终结果已经在工业实践中中得到了应用确认。

MEC中心MicroBridge项目组的科学家们现在关注于这种透镜在半导体行业中光电及光电池设备中的应用,包括太阳电池,在这类电池中光损失为主要问题。此外,这种透镜在光纤、传感器以及医学诊断设备中也有极大的应用潜力。

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