Физики из Сент-Эндрюсского университета (Великобритания) создали кремниевый вариант сферической линзы Люнеберга.
Линза конструкции математика Рудольфа Карла Люнеберга успешно фокусирует на своём краю излучение, падающее с любой стороны. Фокусная точка при этом лежит в направлении распространения света, а размер фокального пятна зависит от длины волны.
Изготовить такую линзу очень сложно, поскольку коэффициент преломления n материала, из которого она выполняется, должен меняться в зависимости от расстояния до её центра. Оптические материалы не могут обеспечить нужное - 2½ (~1,4) - отношение максимального значения n к минимальному.
Работа британской версии оптического элемента основана на известном факте, проверенном в кремниевой фотонике: эффективный коэффициент преломления зависит от геометрических размеров волновода. Сама линза представляет собой кремниевый диск переменной толщины, не превышающей 70 нм, радиусом в 98 мкм. Он размещается между слоями диоксида кремния и фоторезиста SU8. Общая толщина полимерного слоя и диска зафиксирована на уровне 500 нм.
В экспериментах излучение на длине волны в 1 575 нм (ближний ИК-диапазон) поляризовалось таким образом, чтобы вектор напряжённости электрического поля находился в плоскости, параллельной поверхности устройства, и направлялось на одну из граней образца. Расположенная в полутора миллиметрах от грани линза действительно фокусировала излучение, падающее с разных сторон, но размер фокального пятна оказался равен 3 770 нм, тогда как теория подсказывает, что его диаметр должен соответствовать половине длины волны света. Расхождение авторы связывают с особенностями схемы опытов, а не с недостатками кремниевой конструкции. |
