புதிய மெட்டா மெட்டீரியல்கள்: வெளிச்சம் கட்டுப்பாட்டில் உள்ளது

"மெட்டா மெட்டீரியல்கள்" பற்றிய பல அறிக்கைகள் (மேற்கோள் குறிகளில், வரையறை மங்கலாக்கத் தொடங்குவதால்) நவீன தொழில்நுட்ப உலகம் எதிர்கொள்ளும் அனைத்து பிரச்சனைகள், வலிகள் மற்றும் வரம்புகளுக்கு அவை கிட்டத்தட்ட ஒரு சஞ்சீவி என்று நம்மை நினைக்க வைக்கிறது. மிகவும் சுவாரஸ்யமான கருத்துக்கள் சமீபத்தில் ஆப்டிகல் கம்ப்யூட்டர்கள் மற்றும் மெய்நிகர் யதார்த்தத்தைப் பற்றியது.

ஒரு உறவில் எதிர்காலத்தின் அனுமான கணினிகள்உதாரணமாக, டெல் அவிவில் உள்ள இஸ்ரேலிய TAU பல்கலைக்கழகத்தின் நிபுணர்களின் ஆராய்ச்சியை மேற்கோள் காட்டலாம். ஆப்டிகல் கம்ப்யூட்டர்களை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்பட வேண்டிய பல அடுக்கு நானோ பொருட்களை அவர்கள் வடிவமைத்து வருகின்றனர். இதையொட்டி, சுவிஸ் பால் ஷெரர் இன்ஸ்டிடியூட் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு பில்லியன் மினியேச்சர் காந்தங்களில் இருந்து மூன்று-கட்ட பொருளை உருவாக்கினர். மூன்று மொத்த நிலைகளை உருவகப்படுத்தவும், தண்ணீருடன் ஒப்புமை மூலம்.

எதற்காகப் பயன்படுத்தலாம்? இஸ்ரேலியர்கள் கட்ட விரும்புகிறார்கள். தரவு பரிமாற்றம் மற்றும் பதிவு செய்தல் மற்றும் பொதுவாக ஸ்பின்ட்ரோனிக்ஸ் பற்றி சுவிஸ் பேசுகிறது.

நீரின் மூன்று நிலைகளைப் பிரதிபலிக்கும் மினி காந்தங்களால் செய்யப்பட்ட மூன்று-கட்ட மெட்டா மெட்டீரியல்.

தேவைக்கேற்ப ஃபோட்டான்கள்

எரிசக்தி துறையின் லாரன்ஸ் பெர்க்லி தேசிய ஆய்வகத்தின் விஞ்ஞானிகளின் ஆராய்ச்சி, மெட்டா மெட்டீரியல்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஆப்டிகல் கணினிகளின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுக்கும். ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்தில் அணுக்களின் சில தொகுப்புகளைப் பிடிக்கக்கூடிய ஒரு வகையான லேசர் கட்டமைப்பை உருவாக்க அவர்கள் முன்மொழிகிறார்கள், கண்டிப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட, கட்டுப்படுத்தப்பட்டதை உருவாக்குகிறார்கள். உலக அடிப்படையிலான கட்டமைப்பு. இது இயற்கை படிகங்களை ஒத்திருக்கிறது. ஒரு வித்தியாசத்துடன் - இது கிட்டத்தட்ட சரியானது, இயற்கை பொருட்களில் எந்த குறைபாடுகளும் காணப்படவில்லை.

விஞ்ஞானிகள் தங்கள் "ஒளி படிகத்தில்" அணுக்களின் குழுக்களின் நிலையை இறுக்கமாக கட்டுப்படுத்துவது மட்டுமல்லாமல், மற்றொரு லேசரை (அகச்சிவப்பு வரம்பிற்கு அருகில்) பயன்படுத்தி தனிப்பட்ட அணுக்களின் நடத்தையையும் தீவிரமாக பாதிக்க முடியும் என்று நம்புகிறார்கள். உதாரணமாக, அவை தேவைக்கேற்ப ஒரு குறிப்பிட்ட ஆற்றலை வெளியிடும் - ஒரு ஃபோட்டான் கூட, படிகத்தின் ஒரு இடத்திலிருந்து அகற்றப்பட்டால், மற்றொரு அணுவில் சிக்கியிருக்கும். இது ஒரு வகையான எளிய தகவல் பரிமாற்றமாக இருக்கும்.

ஒரு ஃபோட்டானை கட்டுப்படுத்தப்பட்ட முறையில் விரைவாக வெளியிடும் திறன் மற்றும் ஒரு அணுவிலிருந்து மற்றொரு அணுவிற்கு சிறிய இழப்புடன் அதை மாற்றுவது குவாண்டம் கம்ப்யூட்டிங்கிற்கான ஒரு முக்கியமான தகவல் செயலாக்க படியாகும். நவீன கணினிகளைப் பயன்படுத்துவதை விட மிக வேகமாக - மிகவும் சிக்கலான கணக்கீடுகளைச் செய்ய கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஃபோட்டான்களின் முழு வரிசைகளையும் பயன்படுத்துவதை ஒருவர் கற்பனை செய்யலாம். ஒரு செயற்கை படிகத்தில் பதிக்கப்பட்ட அணுக்கள் ஒரு இடத்திலிருந்து இன்னொரு இடத்திற்கு தாவலாம். இந்த வழக்கில், அவர்களே ஒரு குவாண்டம் கணினியில் தகவல் கேரியர்களாக மாறுவார்கள் அல்லது குவாண்டம் சென்சார் உருவாக்கலாம்.

ரூபிடியம் அணுக்கள் அவற்றின் நோக்கங்களுக்கு ஏற்றவை என்று விஞ்ஞானிகள் கண்டறிந்துள்ளனர். இருப்பினும், பேரியம், கால்சியம் அல்லது சீசியம் அணுக்களும் ஒரு செயற்கை லேசர் படிகத்தால் கைப்பற்றப்படலாம், ஏனெனில் அவை ஒத்த ஆற்றல் மட்டங்களைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு உண்மையான பரிசோதனையில் முன்மொழியப்பட்ட மெட்டா மெட்டீரியலை உருவாக்க, ஆராய்ச்சி குழு ஒரு சில அணுக்களை ஒரு செயற்கை படிக லட்டியில் பிடிக்க வேண்டும் மற்றும் அதிக ஆற்றல் நிலைகளுக்கு உற்சாகமாக இருந்தாலும் அவற்றை அங்கேயே வைத்திருக்க வேண்டும்.

ஒளியியல் குறைபாடுகள் இல்லாத மெய்நிகர் உண்மை

மெட்டா மெட்டீரியல்கள் மற்றொரு வளரும் தொழில்நுட்பத்தில் பயனுள்ள பயன்பாடுகளைக் காணலாம் -. மெய்நிகர் யதார்த்தம் பல்வேறு வரம்புகளைக் கொண்டுள்ளது. நமக்குத் தெரிந்த ஒளியியலின் குறைபாடுகள் குறிப்பிடத்தக்க பாத்திரத்தை வகிக்கின்றன. ஒரு சரியான ஆப்டிகல் அமைப்பை உருவாக்குவது நடைமுறையில் சாத்தியமற்றது, ஏனென்றால் எப்போதும் மாறுபாடுகள் என்று அழைக்கப்படுபவை உள்ளன, அதாவது. பல்வேறு காரணிகளால் ஏற்படும் அலை சிதைவு. கோள மற்றும் நிறமாற்றம், ஆஸ்டிஜிமாடிசம், கோமா மற்றும் ஒளியியலின் பல பாதகமான விளைவுகள் பற்றி நாங்கள் அறிந்திருக்கிறோம். மெய்நிகர் ரியாலிட்டி செட்களைப் பயன்படுத்திய எவரும் இந்த நிகழ்வுகளைக் கையாண்டிருக்க வேண்டும். இலகுரக, உயர்தர படங்களை உருவாக்கும், காணக்கூடிய வானவில் (குரோமாடிக் பிறழ்வுகள்) இல்லாத VR ஒளியியலை வடிவமைப்பது சாத்தியமற்றது, பார்வைக்கு ஒரு பெரிய புலத்தை அளிக்கிறது மற்றும் மலிவானது. இது வெறும் உண்மையற்றது.

அதனால்தான் VR உபகரண உற்பத்தியாளர்களான Oculus மற்றும் HTC ஆகியவை Fresnel லென்ஸ்கள் என்று அழைக்கப்படுவதைப் பயன்படுத்துகின்றன. இது கணிசமாக குறைந்த எடையைப் பெறவும், நிறமாற்றங்களை அகற்றவும் மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த விலையைப் பெறவும் உங்களை அனுமதிக்கிறது (அத்தகைய லென்ஸ்கள் உற்பத்திக்கான பொருள் மலிவானது). துரதிர்ஷ்டவசமாக, ஒளிவிலகல் வளையங்கள் w ஃப்ரெஸ்னல் லென்ஸ்கள் மாறுபாட்டில் குறிப்பிடத்தக்க வீழ்ச்சி மற்றும் ஒரு மையவிலக்கு பளபளப்பை உருவாக்குதல், இது காட்சி அதிக மாறுபாடு (கருப்பு பின்னணி) கொண்டிருக்கும் இடத்தில் குறிப்பாக கவனிக்கப்படுகிறது.

இருப்பினும், சமீபத்தில் ஃபெடரிகோ கபாசோ தலைமையிலான ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள் உருவாக்க முடிந்தது மெட்டா மெட்டீரியல்களைப் பயன்படுத்தி மெல்லிய மற்றும் தட்டையான லென்ஸ். கண்ணாடியில் உள்ள நானோ கட்டமைப்பு அடுக்கு மனித முடியை விட (0,002 மிமீ) மெல்லியதாக உள்ளது. இது வழக்கமான குறைபாடுகளைக் கொண்டிருக்கவில்லை என்பது மட்டுமல்லாமல், விலையுயர்ந்த ஆப்டிகல் அமைப்புகளை விட சிறந்த பட தரத்தையும் வழங்குகிறது.

கபாஸோ லென்ஸ்கள், ஒளியை வளைத்து சிதறடிக்கும் வழக்கமான குவிந்த லென்ஸ்கள் போலல்லாமல், குவார்ட்ஸ் கண்ணாடியில் படிந்திருக்கும் மேற்பரப்பில் இருந்து நீண்டுகொண்டிருக்கும் நுண்ணிய கட்டமைப்புகள் காரணமாக ஒளி அலையின் பண்புகளை மாற்றுகிறது. அத்தகைய ஒவ்வொரு லெட்ஜும் ஒளியை வித்தியாசமாக ஒளிவிலகல் செய்து, அதன் திசையை மாற்றுகிறது. எனவே, கணினியில் வடிவமைக்கப்பட்ட மற்றும் கணினி செயலிகளைப் போன்ற முறைகளைப் பயன்படுத்தி உற்பத்தி செய்யப்படும் அத்தகைய நானோ கட்டமைப்பை (முறை) சரியாக விநியோகிப்பது முக்கியம். அதாவது, அறியப்பட்ட உற்பத்தி செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்தி, இந்த வகை லென்ஸ்கள் முன்பு இருந்த அதே தொழிற்சாலைகளில் தயாரிக்கப்படலாம். டைட்டானியம் டை ஆக்சைடு தெளிக்கப் பயன்படுகிறது.

"மெட்டா-ஆப்டிக்ஸ்" இன் மற்றொரு புதுமையான தீர்வைக் குறிப்பிடுவது மதிப்பு. மெட்டா மெட்டீரியல் ஹைப்பர்லென்ஸ்கள்பஃபேலோவில் உள்ள அமெரிக்க பல்கலைக்கழகத்தில் எடுக்கப்பட்டது. ஹைப்பர்லென்ஸ்களின் முதல் பதிப்புகள் வெள்ளி மற்றும் மின்கடத்தாப் பொருட்களால் செய்யப்பட்டன, ஆனால் அவை மிகக் குறுகிய அலைநீளத்தில் மட்டுமே வேலை செய்தன. எருமை விஞ்ஞானிகள் ஒரு தெர்மோபிளாஸ்டிக் கேஸில் தங்கக் கம்பிகளின் செறிவான அமைப்பைப் பயன்படுத்தினர். இது புலப்படும் ஒளி அலைநீள வரம்பில் வேலை செய்கிறது. உதாரணமாக மருத்துவ எண்டோஸ்கோப்பைப் பயன்படுத்தி புதிய தீர்வின் விளைவாகத் தீர்மானம் அதிகரிப்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் விளக்குகிறார்கள். இது வழக்கமாக 10 நானோமீட்டர்கள் வரை உள்ள பொருட்களை அங்கீகரிக்கிறது, மேலும் ஹைப்பர்லென்ஸ்களை நிறுவிய பின், அது 250 நானோமீட்டர்களுக்கு "குறைகிறது". டிஃப்ராஃப்ரக்ஷனின் சிக்கலை இந்த வடிவமைப்பு சமாளிக்கிறது, இது ஆப்டிகல் அமைப்புகளின் தீர்மானத்தை கணிசமாகக் குறைக்கிறது - அலை சிதைவுக்குப் பதிலாக, அவை அடுத்தடுத்த ஆப்டிகல் சாதனங்களில் பதிவு செய்யக்கூடிய அலைகளாக மாற்றப்படுகின்றன.

நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ் வெளியீட்டின் படி, இந்த முறையை மருத்துவம் முதல் ஒற்றை மூலக்கூறு கண்காணிப்பு வரை பல பகுதிகளில் பயன்படுத்தலாம். மெட்டா மெட்டீரியல்களின் அடிப்படையில் கான்கிரீட் சாதனங்களுக்காக காத்திருப்பது பொருத்தமானது. ஒருவேளை அவர்கள் மெய்நிகர் யதார்த்தத்தை இறுதியாக உண்மையான வெற்றியை அடைய அனுமதிக்கலாம். "ஆப்டிகல் கம்ப்யூட்டர்களை" பொறுத்தவரை, இவை இன்னும் தொலைதூர மற்றும் தெளிவற்ற வாய்ப்புகள். இருப்பினும், எதையும் நிராகரிக்க முடியாது ...