2043
Інженери Пенсильванського університету створили мікродзеркало, яке одним елементом може керувати напрямком лазерного променя у двох координатах і одночасно швидко змінювати глибину фокусування. Така конструкція потенційно дозволить зменшити оптичні системи, в яких сьогодні для цих двох завдань потрібні окремі компоненти.
Сканування світлом у трьох вимірах використовується у мікроскопії, лазерній обробці матеріалів, системах доповненої реальності та інших технологіях. Щоб пройти по площині, промінь потрібно повертати в різні боки, а для переходу між різними глибинами — змінювати фокус.
Новий пристрій належить до мікроелектромеханічних систем. Його центральним елементом є крихітне дзеркало приблизно міліметрового масштабу. Воно може нахилятися у двох напрямках, а його відбивна поверхня одночасно здатна ставати більш плоскою або більш вигнутою.
Рух забезпечують шари нітриду алюмінію — п’єзоелектричного матеріалу, який деформується під дією напруги. Окремі мікроструктури керують нахилом дзеркала, а інший п’єзоелектричний шар змінює його кривизну і, відповідно, положення фокуса відбитого променя.
Через малий розмір пристрій реагує дуже швидко. Дослідники зафіксували зміну фокуса за мільйонні частки секунди. У демонстрації вони змістили фокус лазерного зображення на 63 міліметри і швидко повернули зображення до різкості на новій глибині.
Команда також зібрала простий лазерний сканувальний мікроскоп і показала, що зміна форми дзеркала дозволяє вибирати, який шар тестового об’єкта буде у фокусі. Автори вважають, що особливо корисною технологія може стати для компактної нейробіологічної мікроскопії, де потрібно стежити за активністю клітин у різних шарах тканини.
Серед інших можливих напрямів називають окуляри доповненої реальності та лазерну мікрообробку. Дослідники планують зменшувати оптичні спотворення, пов’язані з неідеальною симетрією дзеркала, і підвищувати швидкість для задач, де потрібне ще швидше тривимірне сканування.
