Artikel
Een nanolens met een aan-uitschakelaar
Gepubliceerd: 1 February 2021 13:00
Klassieke lenzen en filters kunnen licht efficiënt manipuleren, maar zijn onwenselijk groot en zwaar. Oppervlaktecoatings bestaande uit nanodeeltjes, zogenoemde metaoppervlakken, bieden een alternatief: ze zijn flinterdun en kunnen conventionele lenzen door compacte tegenhangers vervangen. Dit is echter nog niet genoeg: nieuwe toepassingen vereisen optische elementen waarvan de functionaliteit tijdens het gebruik aangepast kan worden. Als antwoord hierop hebben we nu een atomair dunne lens met een aan-uitschakelaar weten te maken.
Auteurs: Jorik van de Groep en Marcel Vonk.
Het beïnvloeden en meten van de eigenschappen van licht wordt van oudsher gedaan met optische elementen zoals spiegels, lenzen en prisma’s. Hoewel dergelijke elementen efficiënt zijn, zijn ze ook relatief groot en zwaar en dus vaak moeilijk te implementeren in toepassingen waarbij gewicht en afmeting een belangrijke rol spelen. Denk hierbij aan toepassingen in optische communicatie, mobiele telefoons en camera’s. Nanotechnologie biedt hiervoor een oplossing: door structuren vorm te geven op een schaal kleiner dan de golflengte van licht, kan licht in plaats van met optische elementen ook gestuurd worden door middel van zogeheten resonante verstrooiing. Door nanodeeltjes van de juiste vorm op een slimme manier te combineren in een complex patroon kan bijvoorbeeld een oppervlaktecoating die slechts 100 nm dik is licht focusseren op dezelfde manier als een centimeter dikke lens. Uit dit inzicht is een volledig nieuw vakgebied ontstaan waarbinnen allerlei klassieke optische elementen vervangen worden door ultradunne nanocoatings met dezelfde functionaliteit: flat optics. Zo bestaan er vandaag de dag lenzen, kleuren- en polarisatiefilters en zelfs kleurhologrammen, gemaakt uit slim ontworpen oppervlaktecoatings van metallische of diëlektrische nanodeeltjes: metaoppervlakken (metasurfaces).
Lees het volledige artikel in het februarinummer of bekijk hier de pdf.
Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde
Het Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde is hét Nederlandstalige vakblad voor natuurkundigen, vol nieuws uit de natuurkunde. Een greep uit de onderwerpen: onderzoek aan de frontlinie, natuurkunde en kunst, onderwijs, bijzondere loopbanen, interviews met prominente wetenschappers en een kijkje in de keuken bij bedrijven. Jaarlijks verschijnt vlak voor de zomer een extra dik themanummer. Leden van de NNV ontvangen het tijdschrift maandelijks.
Speciale editie Beestachtige fysica
Beestachtige fysica is de naam van onze speciale editie van 2023. De mens, biologisch gezien ook een dier, heeft enkele bijzondere eigenschappen. Een opponeerbare duim, die het gebruik van gereedschappen makkelijker maakt, rechtop lopen en de ontwikkeling van spraak. Het stelt ons in staat elk werelddeel te bevolken. Toch hebben (andere) dieren eigenschappen waar wij alleen van kunnen dromen. Wat denk je van dieren die kunnen vliegen of het aardmagnetisch veld kunnen detecteren? We zetten dieren in voor ons eigen bestwil en putten inspiratie uit de natuur voor de ontwikkeling van nieuwe materialen, maar laat je in dit nummer vooral ook verwonderen over de veelzijdige fysica die het dierenleven rijk is.
Het themanummer Beestachtige fysica is los te bestellen door een mailtje te sturen aan het NNV-bureau (bureau@nnv.nl), vergeet niet om een verzendadres te vermelden. Het nummer kost 10 euro, inclusief btw en verzendkosten (voor verzenden naar het buitenland rekenen we extra kosten).