据国外媒体报道，麻省理工学院(MTI)的工程师宣布开发出一种新的透明材料，这种材料可以快速可逆地改变其原子结构，以应对热量。该材料是具有纳米尺度结构图案的可调谐超表面或平面光学器件的重要新发展。工程师们将这一成就比作一把光学瑞士军刀。当然，它的前身只是一把平头螺丝刀之类的工具。
修改论文的第一作者、MTI材料科学与工程系(DMSE)研究生张逸飞说:“通过快速重新配置超曲面，可以开辟许多新的应用。我们非常兴奋，因为这项发明克服了许多障碍，将这些超曲面应用到现实世界中。”
(来源:张逸飞)
西雅图华盛顿大学副教授Arka Majumdar在谈到这些应用时表示:“这项技术可能会彻底改变自动驾驶汽车的光学神经网络、深度传感和激光雷达技术。”但是Majumdar没有参与这项研究。
在这篇论文中，麻省理工学院的研究人员描述了如何使用电流可逆地改变新超表面的材料结构，从而改变其光学特性。过去，只有体积庞大的激光器或炉子才能用来提供必要的热量。“这非常重要，因为我们现在可以在硅片上集成整个有源光学器件和电开关，形成一个小型光学平台，”负责这项工作的材料科学与工程副教授胡觉军说。
该团队还报告了使用该平台的一系列可调光学功能，包括光束转向装置。胡说:“通过将材料转换到不同的内部结构，我们可以在两个方向上来回发送光。”而光束转向是自动驾驶汽车的关键。虽然胡强调，展示的设备还很简陋，但这只是一个原理性的验证。
相变材料(PCM)根据热量改变其结构，其商业应用是可重写CD和DVD。胡解释说:“激光束可以局部改变材料的结构，从非晶态变为晶态，这种变化可以用来编码1和0，即数字信息。”
但是传统的PCM在光学应用上有局限性，比如材料不透明，所以不能让光通过。胡说:“这促使我们研究一种用于透明光学器件的新型相变材料。”今年年初，他的团队报告称，在传统PCM中添加另一种元素硒可以解决上述问题。
这种新的超表面的关键是一种由锗、硒、锑和碲(GSST)组成的新材料。这个超级表面只有大约0.5平方毫米厚，有大约10万个纳米尺度的结构图案。因为这些材料可以控制光的传播，所以这些纳米结构的集合可以转换成透镜等设备。
牛津大学教授哈里什·巴斯卡兰(Harish Bhaskaran)说:“这项工作非常重要，因为这种可调谐超表面，即可以调制光反射的‘平坦’或非常薄的表面，非常有趣。它们可以显著减小透镜的尺寸，因此它们可以用来操纵所有的发光装置。MTI通过使用低损耗相变材料(即几乎不吸收光的材料)提供了实现这一点的真正方法。论文作者之一使用电控加热器进行动态调谐。”
胡的团队仍在解决生产方法中的一些缺点。比如他们的微光学平台用的加热器就是金属的。但胡说:“因为金属吸收光，我们正在研究一种由透明硅制成的新型加热器。”
这项工作得到了美国国防高级研究计划局和美国空军的支持。研究人员表示，在研究过程中，麻省理工学院材料研究实验室、麻省理工学院微系统技术实验室和哈佛大学纳米系统中心也提供了设施支持。据国外媒体报道，麻省理工学院(MTI)的工程师宣布开发出一种新的透明材料，这种材料可以快速可逆地改变其原子结构，以应对热量。该材料是具有纳米尺度结构图案的可调谐超表面或平面光学器件的重要新发展。工程师们将这一成就比作一把光学瑞士军刀。当然，它的前身只是一把平头螺丝刀之类的工具。
张逸飞，第一位作家……MTI材料科学与工程系(DMSE)的一名研究生说:“通过快速重新配置超表面，可以开辟许多新的应用。我们非常兴奋，因为这项发明克服了许多障碍，将这些超曲面应用到现实世界中。”
(来源:张逸飞)
西雅图华盛顿大学副教授Arka Majumdar在谈到这些应用时表示:“这项技术可能会彻底改变自动驾驶汽车的光学神经网络、深度传感和激光雷达技术。”但是Majumdar没有参与这项研究。
在这篇论文中，麻省理工学院的研究人员描述了如何使用电流可逆地改变新超表面的材料结构，从而改变其光学特性。过去，只有体积庞大的激光器或炉子才能用来提供必要的热量。“这非常重要，因为我们现在可以在硅片上集成整个有源光学器件和电开关，形成一个小型光学平台，”负责这项工作的材料科学与工程副教授胡觉军说。
该团队还报告了使用该平台的一系列可调光学功能，包括光束转向装置。胡说:“通过将材料转换到不同的内部结构，我们可以在两个方向上来回发送光。”而光束转向是自动驾驶汽车的关键。虽然胡强调，展示的设备还很简陋，但这只是一个原理性的验证。
相变材料(PCM)根据热量改变其结构，其商业应用是可重写CD和DVD。胡解释说:“激光束可以局部改变材料的结构，从非晶态变为晶态，这种变化可以用来编码1和0，即数字信息。”
但是传统的PCM在光学应用上有局限性，比如材料不透明，所以不能让光通过。胡说:“这促使我们研究一种用于透明光学器件的新型相变材料。”今年年初，他的团队报告称，在传统PCM中添加另一种元素硒可以解决上述问题。
这种新的超表面的关键是一种由锗、硒、锑和碲(GSST)组成的新材料。这个超级表面只有大约0.5平方毫米厚，有大约10万个纳米尺度的结构图案。因为这些材料可以控制光的传播，所以这些纳米结构的集合可以转换成透镜等设备。
牛津大学教授哈里什·巴斯卡兰(Harish Bhaskaran)说:“这项工作非常重要，因为这种可调谐超表面，即可以调制光反射的‘平坦’或非常薄的表面，非常有趣。它们可以显著减小透镜的尺寸，因此它们可以用来操纵所有的发光装置。MTI通过使用低损耗相变材料(即几乎不吸收光的材料)提供了实现这一点的真正方法。论文作者之一使用电控加热器进行动态调谐。”
胡的团队仍在解决生产方法中的一些缺点。比如他们的微光学平台用的加热器就是金属的。但胡说:“因为金属吸收光，我们正在研究一种由透明硅制成的新型加热器。”
这项工作得到了美国国防高级研究计划局和美国空军的支持。研究人员表示，在研究过程中，麻省理工学院材料研究实验室、麻省理工学院微系统技术实验室和哈佛大学纳米系统中心也提供了设施支持。
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