納米光學(xué)的案例
[光學(xué)工程] JCMsuite納米光學(xué)仿真分析軟件
5、光源
諸如激光二極管、VCSEL、LED、OLED和單光子源的光源是光學(xué)器件的基本構(gòu)建單元。JCMsuite可以有效地模擬和優(yōu)化其光學(xué)特性，包括遠(yuǎn)場(chǎng)分布、光纖耦合效率和熱透鏡效應(yīng)。
6、納米結(jié)構(gòu)材料
JCMsuite允許設(shè)計(jì)和分析新納米結(jié)構(gòu)材料的光學(xué)性質(zhì)。如等離子體材料、手性材料、光子晶體和準(zhǔn)晶體、超材料、粗糙界面、納米復(fù)合材料等等。
JCMsuite納米光學(xué)仿真軟件包簡(jiǎn)介
JCMsuite納米光學(xué)仿真軟件包簡(jiǎn)介
來源:訊技光電 作者: 技術(shù)部
JCMsuite是計(jì)算復(fù)雜納米光學(xué)系統(tǒng)中電磁場(chǎng)的有限元求解器。其連續(xù)力學(xué)和熱傳導(dǎo)模塊能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜材料的建模，如應(yīng)力誘導(dǎo)的雙折射。利用所包含的光學(xué)成像和光源工具能夠完成全波長(zhǎng)光學(xué)系統(tǒng)仿真的工作流程，如顯微鏡、散射儀或單光子光源(包括芯片光纖耦合和非相干效應(yīng))。
分析與優(yōu)化
JCMsuite包含的工具可用于納米光學(xué)器件或其他系統(tǒng)性能的高效分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)。先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能，
? 優(yōu)化設(shè)計(jì)的全局搜索，
? 敏感性和穩(wěn)健性分析，
? 測(cè)量數(shù)據(jù)的參數(shù)重構(gòu)。
這些方法通常比傳統(tǒng)的方法(如隨機(jī)搜索或蒙特卡羅分析)要快得多。
展開 JCMsuite 納米光學(xué)仿真分析軟件
JCMsuite 納米光學(xué)仿真分析軟件
JCMsuite是一款功能強(qiáng)大且靈活的仿真計(jì)算軟件，最適于復(fù)雜納米光學(xué)系統(tǒng)的仿真和設(shè)計(jì)。它利用最先進(jìn)的技術(shù)，為光學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)和熱傳導(dǎo)問題提供快速準(zhǔn)確的數(shù)值求解。JCMsuite為您提供易用的腳本環(huán)境使用界面，可集成分析工具（如MATLAB、Python等），通過最新的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)優(yōu)化您的光學(xué)系統(tǒng)。
JCMsuite是一個(gè)完整且易用的有限元計(jì)算軟件，用于計(jì)算復(fù)雜納米光學(xué)系統(tǒng)中的電磁波、彈性和熱傳導(dǎo)。 基于數(shù)學(xué)和計(jì)算科學(xué)理論，JCMsuite擁有極短的計(jì)算時(shí)間、緊湊的數(shù)據(jù)空間需求和高度可靠性。
JCMsuite包含用于高效地分析和優(yōu)化納米光學(xué)器件或其他光學(xué)系統(tǒng)特性的工具。高級(jí)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)可以有效地搜尋最佳設(shè)計(jì)，并顯著縮短開發(fā)時(shí)間。
JCMsuite是基于先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法和計(jì)算科學(xué)技術(shù)。它利用有限元方法（FEM）的強(qiáng)大功能和靈活性來實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的仿真計(jì)算，并使用最新的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來優(yōu)化復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)。
CAD和網(wǎng)格劃分工具
JCMsuite幾何創(chuàng)建和網(wǎng)格劃分工具專門用于光子應(yīng)用。
形狀和幾何形狀：可以使用線性或彎曲單元?jiǎng)?chuàng)建各種CAD幾何圖形，例如2D和3D基元、擠出、圓角形狀和自由形狀等。
對(duì)稱性：通過定義周期性、鏡像對(duì)稱網(wǎng)格或通過在圓柱和扭曲坐標(biāo)系中操作，可以大大減少計(jì)算時(shí)間。
無限結(jié)構(gòu)：支持多層、分層外部域和波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
自適應(yīng)網(wǎng)格：自動(dòng)網(wǎng)格細(xì)化。角點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)格細(xì)化就可進(jìn)行高度精度的計(jì)算。
Hp-FEM求解器
FEM提供嚴(yán)謹(jǐn)、功能全面且快速的求解方法。
展開 從折剪紙藝術(shù)到納米尺度光學(xué)器件，MIT聯(lián)手中國(guó)科學(xué)家集成3D光學(xué)器件
這些納米尺度光學(xué)器件可以用來構(gòu)建更復(fù)雜的光學(xué)通訊、傳感、計(jì)算和生物醫(yī)藥技術(shù)芯片。
例如，葡萄糖分子有左旋和右旋 2 種類型，具有不同的光特性。因此，可以利用這種特性，用納米光學(xué)極化傳感器構(gòu)建更小，更高效的葡萄糖分子感測(cè)器。
此外，通過光學(xué)極化技術(shù)，可以讓光纖通信實(shí)現(xiàn)極化復(fù)用，提高光纖容量，而利用納米光學(xué)器件可以構(gòu)造出更高效的光纖通信系統(tǒng)。
Photonics | 等離激元納米天線揭示細(xì)菌酶分子振蕩
由于BHQ分子的強(qiáng)吸收峰與金納米棒的
等離激元共振峰
重疊，因而，BHQ分子會(huì)通過共振調(diào)控減小金納米棒的散射截面，從而降低金納米棒的散射強(qiáng)度（
也就是金納米棒
的散射強(qiáng)度被BHQ分子的吸收峰有效抑制）。具體來說，當(dāng)BHQ分子遇到細(xì)菌外膜囊泡釋放的
偶氮還原
酶分子時(shí)，BHQ分子的
偶氮雙鍵
會(huì)被偶氮還原酶分子切斷，使得BHQ分子不再具有強(qiáng)吸收峰，此時(shí)，被抑制的金納米棒的散射強(qiáng)度得到恢復(fù)，從而得知有偶氮還原酶分子出現(xiàn)。等離激元光學(xué)納米天線再將探測(cè)到的偶氮還原酶分子信號(hào)以光信號(hào)形式發(fā)射出去，完成了細(xì)菌酶分子釋放規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探測(cè)。
圖1：(a) 等離激元光學(xué)納米天線探測(cè)細(xì)菌酶分子振蕩的示意圖。(b) 具有不同共振峰的等離激元光學(xué)納米天線探測(cè)細(xì)菌酶分子的暗場(chǎng)圖。(c) 細(xì)菌外膜囊泡示意圖。(d) 細(xì)菌通訊過程中酶分子振蕩和振蕩耦合示意圖。(e) 等離激元光學(xué)納米天線對(duì)外膜囊泡釋放的酶分子進(jìn)行光學(xué)探測(cè)的機(jī)制。
實(shí)驗(yàn)中，他們將所構(gòu)建的等離激元光學(xué)納米天線放置于細(xì)菌生存環(huán)境中，根據(jù)等離激元光學(xué)納米天線散射光譜強(qiáng)度的變化，分別對(duì)單個(gè)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌外膜囊泡釋放的偶氮還原酶分子進(jìn)行了持續(xù)實(shí)時(shí)探測(cè)。外膜囊泡釋放到周圍環(huán)境后，周圍滲透壓的改變和等離激元光學(xué)納米天線的局域光熱效應(yīng)會(huì)促進(jìn)外膜囊泡的破裂，使得酶分子釋放而被等離激元光學(xué)納米天線探測(cè)到。實(shí)驗(yàn)表明，這種等離激元光學(xué)納米天線的探測(cè)時(shí)間長(zhǎng)（長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)至數(shù)十小時(shí)）、探測(cè)靈敏度高（單分子級(jí)別）、穩(wěn)定性好（無光漂白）、具有遠(yuǎn)距離探測(cè)能力（距離細(xì)菌表面達(dá)到
3 μm
）。
圖2：(a) 等離激元光學(xué)納米天線實(shí)現(xiàn)單細(xì)菌遠(yuǎn)距離酶分子探測(cè)示意圖。(b) 等離激元局部光熱效應(yīng)促進(jìn)OMVs釋放酶分子實(shí)現(xiàn)探測(cè)的示意圖。
展開 新型納米復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)光學(xué)器件的反復(fù)擦寫
光學(xué)波導(dǎo)器件是光學(xué)通訊的重要元器件，這類光波導(dǎo)器件通常采用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝制備，如光刻、電子束曝光、物理氣相沉積等，具有較高的制備成本及工藝難度；另一方面，傳統(tǒng)光學(xué)波導(dǎo)元件一旦制備成型，便無法擦除修正。隨著信息科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)光學(xué)元器件的快速、低成本制備及可重復(fù)擦寫充滿了期待。
近來，美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校機(jī)械工程系的鄭躍兵教授及其帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，研究開發(fā)了新的納米復(fù)合材料，首次實(shí)現(xiàn)了全光學(xué)技術(shù)制備、擦除光學(xué)波導(dǎo)器件，該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于新一代光學(xué)芯片的設(shè)計(jì)與開發(fā)。
德州大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的納米復(fù)合材料，將低成本的鋁納米顆粒陣列嵌入一層300 nm的有機(jī)薄膜（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）中。在光激發(fā)的條件下，該復(fù)合材料可同時(shí)兼具貴金屬納米顆粒的表面等離子激元和光學(xué)波導(dǎo)的屬性，成為等離子激元—波導(dǎo)混合模。為了實(shí)現(xiàn)該混合模波導(dǎo)的可擦寫，研究者將一種光感變色的螺吡喃（spiropyran）分子摻入PMMA薄膜中。在紫外光的照射下，螺吡喃分子在綠光波段產(chǎn)生激子，并與混合模波導(dǎo)發(fā)生強(qiáng)耦合作用，隨后他們將波導(dǎo)工作頻率調(diào)制到其他波段，從而實(shí)現(xiàn)了光波導(dǎo)的擦除；反之，在綠光的照射下，螺吡喃分子呈現(xiàn)光學(xué)透明性質(zhì)，使混合波導(dǎo)有效工作，從而實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)器件的寫入。
在該工作中，研究者在紫色光照射后的樣品中利用綠色激光掃描或投射改變復(fù)合波導(dǎo)的諧振頻率，將器件圖案直接寫入芯片上，再利用紫色光照射，實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)器件的擦除。該技術(shù)充分利用了光學(xué)技術(shù)的高效和可控性，可實(shí)現(xiàn)不同復(fù)雜器件的重復(fù)性寫入和擦除。
該研究團(tuán)隊(duì)表示，要將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到半導(dǎo)體工業(yè)中，首先需要提高該復(fù)合材料的光學(xué)穩(wěn)定性，延長(zhǎng)其使用壽命。 此外，還需要調(diào)控嵌入納米顆粒陣列的光學(xué)屬性，使波導(dǎo)的諧振頻率與通訊頻率相匹配。
展開 Micro LED | 檢測(cè)及修復(fù)設(shè)備廠商InZiv完成1000萬美元A1輪融資
InZiv公司具有一套獨(dú)特的方法——利用先進(jìn)納米光學(xué)技術(shù)，讓顯示器制造商能夠有效地檢測(cè)具有超高光學(xué)和光譜分辨率的先進(jìn)顯示器。據(jù)介紹，他們的解決方案改進(jìn)了制造工藝，提高了產(chǎn)量——讓消費(fèi)者能夠更多地使用新型Micro-LED和QLED產(chǎn)品，例如近眼AR智能眼鏡、可穿戴設(shè)備和可折疊屏幕等。
實(shí)際上，這些產(chǎn)品正在開發(fā)的像素比過去的顯示技術(shù)在尺寸上小得多——從數(shù)百微米縮小到幾個(gè)微米甚至以下。然而，該行業(yè)目前還沒有能夠?qū)崿F(xiàn)這些高分辨率顯示器檢測(cè)所需的有效檢測(cè)設(shè)備。InZiv的納米光學(xué)技術(shù)可以解決這個(gè)問題，它可以以亞微米級(jí)分辨率檢測(cè)像素內(nèi)最微弱的光和顏色缺陷。
“InZiv最初的愿景是為客戶提供一些必要的工具，來解決當(dāng)前下一代顯示器行業(yè)所面臨的檢測(cè)和維修挑戰(zhàn)，”InZiv的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官David Lewis解釋道，“到2027年，Micro-LED 市場(chǎng)預(yù)計(jì)將超過210億美元，未來幾年僅CAPEX（資本性支出）會(huì)增長(zhǎng)到80億美元。看到市場(chǎng)對(duì)我們專有納米光學(xué)解決方案的關(guān)注讓我們非常高興，實(shí)際上，我們現(xiàn)在不斷增長(zhǎng)的客戶群中已經(jīng)出現(xiàn)了很多前部梯隊(duì)的領(lǐng)先制造商。在公司投資者的支持下，InZiv現(xiàn)在已準(zhǔn)備好在高分辨率工具的開發(fā)方面更進(jìn)一步，具體包括這些工具的成本優(yōu)化和先進(jìn)顯示技術(shù)檢測(cè)維修需求的滿足。”
“InZiv的定位是Micro-LED行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者之一，我們很高興能投資這家公司，”BlueRed Partners的執(zhí)行合伙人兼聯(lián)合創(chuàng)始人 Yishai Klein 表示，“InZiv已經(jīng)在下一代顯示器行業(yè)聲名鵲起，其客戶不乏一些世界領(lǐng)先的大公司。隨著公司向亞洲市場(chǎng)的擴(kuò)張，我們特別高興能幫助InZiv開啟新的發(fā)展篇章，他們是顯示行業(yè)的重要組成部分。”
展開 光學(xué)仿真干貨丨Lumerical納米線柵偏振器仿真應(yīng)用
Ansys Zemax及其他軟件
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下面為大家介紹一下“Lumerical納米線柵偏振器仿真應(yīng)用”，歡迎大家學(xué)習(xí)！
01 說明
/ Ansys Lumerical
由亞波長(zhǎng)金屬光柵（納米線柵偏振器）組成的高對(duì)比度偏振控制器件正在取代體光學(xué)元件。納米線柵偏振器提供了較好的消光比對(duì)比度、最小的吸收以解決高亮度照明，以及緊湊的形狀以便于大規(guī)模制造和集成在小型光學(xué)器件中。然而，納米線柵偏振器的設(shè)計(jì)具有一定挑戰(zhàn)性，特別是考慮到制造缺陷。在本應(yīng)用示例中，展示了如何使用FDTD在保持高透射率的同時(shí)，在任意角度上最大化納米線柵偏振器的對(duì)比度。
02 綜述
/ Ansys Lumerical
本例將計(jì)算由具有線寬W和厚度H的鋁納米線柵的玻璃襯底（n=1.4）制成的納米線柵偏振器的對(duì)比度。光源照射光柵偏振器上表面，即當(dāng)電場(chǎng)與光柵線相切時(shí)偏振器應(yīng)阻擋S偏振光，如上圖所示。
分析1：對(duì)比度 VS 光柵常數(shù)
本分析將計(jì)算厚度H=140nm的50%占空比光柵和正入射光的對(duì)比度與間距的關(guān)系，光柵常數(shù)將在40nm和240nm之間變化（對(duì)應(yīng)于W＝20nm到W＝120nm的線寬變化），將繪制3個(gè)不同波長(zhǎng)（λ=450nm、λ=550nm和λ=650nm）的結(jié)果。
展開 光學(xué)的“納米尺度”進(jìn)化，將拉開“消費(fèi)光子”的序幕
而光芯片需要將光元件精度做到納米級(jí)，顯然原先的冷工藝是不適用的，但光學(xué)產(chǎn)業(yè)又缺乏類似半導(dǎo)體的那種大規(guī)模生產(chǎn)超高精度器件的成熟工藝。
因此目前最為可行的發(fā)展方式，是融合光學(xué)與半導(dǎo)體工藝，用半導(dǎo)體的思路做納米級(jí)光元件。即讓全球歷時(shí)五十年、投入了數(shù)千億美元打造的微電子芯片制造基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)入無源光學(xué)領(lǐng)域，將成熟、發(fā)達(dá)的半導(dǎo)體集成電路工藝應(yīng)用于晶圓級(jí)光學(xué)上，快速提升光學(xué)工業(yè)的制造水平。
不過在此基礎(chǔ)上還需要解決良率和成本問題，由于納米級(jí)的特征尺度，使得后道加工不可避免的會(huì)造成隨機(jī)誤差，因此需要在前道工藝中進(jìn)行補(bǔ)償、需要在設(shè)計(jì)上進(jìn)行補(bǔ)償、需要“Design
to
Manufacture”。而且要確保每一片光芯片良率，檢測(cè)環(huán)節(jié)也需要搭建完整的流程步驟。另外，由于是“消費(fèi)光子”的基礎(chǔ)一環(huán)，低成本更多時(shí)候是決定性的要求。所以，從生產(chǎn)角度看，其“不可能之任務(wù)”歸納來說，就是要“精度提升到極高標(biāo)準(zhǔn)的納米尺度外，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)高良率、高一致性、極低成本的極大規(guī)模生產(chǎn)。”
晶圓級(jí)光學(xué)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)除了可以應(yīng)用于3D感知領(lǐng)域，還可以應(yīng)用于VR/AR產(chǎn)品和5G行業(yè)中，主要涉及到光場(chǎng)顯示光波導(dǎo)、高速光通訊鏈路的設(shè)計(jì)和制造。
雖然技術(shù)難度高，但由于應(yīng)用前景廣闊，國(guó)內(nèi)也有創(chuàng)業(yè)公司在從事晶圓級(jí)光學(xué)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，如鯤游光電等。但對(duì)于創(chuàng)業(yè)公司來說，除了資金投入壓力，還面臨前期研發(fā)的技術(shù)問題，和后期規(guī)模化生產(chǎn)的管理問題。因此對(duì)于創(chuàng)業(yè)公司來講，高效整合上下游產(chǎn)業(yè)鏈資源才有成功的可能。
本文訪談內(nèi)容來自鯤游光電董事長(zhǎng)林濤：
鯤游光電是一家晶圓級(jí)光學(xué)創(chuàng)業(yè)公司。晶圓級(jí)光學(xué)作為一個(gè)極度交叉的學(xué)科，離不開各界資源的支持。鯤游光電除了擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富的多元化團(tuán)隊(duì)，還聚集了包括元璟資本、華登國(guó)際、中科創(chuàng)星、舜宇光學(xué)、昆仲資本、晨暉創(chuàng)投、中恒星光等股東，涵蓋了光學(xué)、半導(dǎo)體、中科院、下游等各方通力協(xié)作。
展開 鎳摻雜增強(qiáng)鈣鈦礦納米晶光學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性
通過量子效應(yīng)改變量子點(diǎn)的粒徑可以調(diào)節(jié)能帶隙，并且可以適當(dāng)?shù)馗淖?em>光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)。通過能量帶隙調(diào)節(jié)來控制紅外、可見光和紫外(UV)區(qū)域中的發(fā)射波長(zhǎng)的研究正被積極地用于各種應(yīng)用之中，例如太陽能電池、顯示器、生物傳感器、激光器和存儲(chǔ)器。
為了提高鈣鈦礦量子點(diǎn)的量子效率和穩(wěn)定性，韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)、韓國(guó)高麗大學(xué)等單位的研究人員通過改變鎳在鈣鈦礦納米晶中的摻雜濃度來優(yōu)化其結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)。相關(guān)成果發(fā)表在Advanced Functional Materials。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202102770.
研究發(fā)現(xiàn)，隨著鎳摻雜的逐漸增加，光誘導(dǎo)的光譜發(fā)生藍(lán)移。鎳摻雜的PNC比未摻雜的PNC具有更強(qiáng)的發(fā)光、更高的量子效率和更長(zhǎng)的壽命。摻雜的二價(jià)元素作為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中的缺陷，降低了電子和空穴的復(fù)合速率。穩(wěn)定性測(cè)試用于評(píng)估鈣鈦礦對(duì)光和濕氣的敏感性。對(duì)于紫外光照射，未摻雜的PNC的光誘導(dǎo)發(fā)光強(qiáng)度降低了70%，而鎳摻雜的PNC的光誘導(dǎo)發(fā)光強(qiáng)度降低了18%。在加水實(shí)驗(yàn)中，摻鎳PNC的光誘導(dǎo)發(fā)光強(qiáng)度是未摻雜PNC的三倍。另外，還采用旋涂法制備了一種發(fā)光二極管。Ni:CsPbBr3的效率超過CsPbBr3PNCs的效率。在最佳效率(0.3 cd A–1)下，最大亮度為833 cd m–2。因此，鎳摻雜的PNC有望有助于未來顯示器件的性能改進(jìn)。
圖1| a)Pb2+被更小的Ni2+離子取代前后鈣鈦礦CsPbBr3PNCs的結(jié)構(gòu)特性示意圖。b)用不同量的Ni制備的CsPbBr3 PNC flms的XRD圖案。
圖2|a) CsPbBr3和鎳的XPS情況(鎳/鉛= 2.5)。
展開 芯片實(shí)驗(yàn)室技術(shù)新突破：為癌癥治療帶來新希望！
論文合著者之一、EPFL 工程實(shí)驗(yàn)室生物納米光學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的領(lǐng)頭人 Hatice Altug 表示：“迄今為止，研究單個(gè)細(xì)胞的方法通常需要熒光基團(tuán)。但是這些成分會(huì)干擾細(xì)胞工作，使得實(shí)時(shí)研究變得不可能。” RMIT 教授 Arnan Mitchell 表示，對(duì)于開發(fā)疾病新療法來說，分析單個(gè)細(xì)胞非常有價(jià)值，然而缺少有效的分析技術(shù)阻礙了這個(gè)領(lǐng)域的研究進(jìn)展。
因此，科學(xué)家們開發(fā)出了新型芯片實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，來研究淋巴瘤細(xì)胞的細(xì)胞因子分泌水平。新開發(fā)的納米光學(xué)生物傳感器是一片涂有金薄膜的載玻片，與傳統(tǒng)的顯微鏡相兼容。載玻片上面打上數(shù)十億個(gè)納米孔，并排列成清晰的圖案。
（圖片來源：EPFL）
（圖片來源：Bo Zhang / EPFL）
微型腔體放置在載玻片之上，它的壁由多孔膜組成，腔體的尺寸差不多是一顆雨滴的千分之一。腔體會(huì)接收來自微流控微通道的平穩(wěn)的水流和營(yíng)養(yǎng)流。微流控集成電路的流體通道尺寸與人類頭發(fā)絲差不多，它還包括用于隔離細(xì)胞和濃縮細(xì)胞分泌物的閥結(jié)構(gòu)以及調(diào)整溫度和濕度的系統(tǒng)。
（圖片來源：EPFL）
簡(jiǎn)寬帶光源發(fā)出光線照射到腔體上。由于一種稱為“等離體激元”的現(xiàn)象，納米孔僅讓一個(gè)光波頻率或者顏色通過。當(dāng)細(xì)胞分泌出分子時(shí)，它會(huì)附著在抗體上，從而改變納米孔發(fā)出的光線頻率。科研人員通過觀察納米孔發(fā)出的光線顏色，就可以判斷出載玻片上微量特殊化學(xué)物質(zhì)的出現(xiàn)，并且無需任何外部標(biāo)記。
（圖片來源：RMIT University）
研究人員將細(xì)胞放入腔中，在周圍環(huán)境不會(huì)遭到破壞的條件下，實(shí)時(shí)觀察細(xì)胞并持續(xù)監(jiān)測(cè)其化學(xué)分泌物的種類和數(shù)量。這種光流控微型納米器件可以連續(xù)工作12小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間。
（圖片來源：EPFL）
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之前的大量研究都是關(guān)于細(xì)胞群的工作方式，但是對(duì)于單個(gè)細(xì)胞的行為研究得很少。
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獲北極光天使輪融資，「光鑒科技」想要把手機(jī)“齊劉海”做更小、更低功耗
曾在加州大學(xué)伯克利分校研究納米光學(xué)技術(shù)的光鑒科技創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)，看重這一機(jī)會(huì)，確定了采用市面上成熟的元器件，結(jié)合自有專利技術(shù)，開始打造另一套移動(dòng)端深度相機(jī)的方案。
團(tuán)隊(duì)測(cè)算，使用這一技術(shù)方案，不僅可以解決量產(chǎn)受制上游產(chǎn)能的問題，且可以用iPhone“齊劉海”一半的投射出口尺寸穩(wěn)定打出5萬-7萬個(gè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)2倍的精度（團(tuán)隊(duì)表示，實(shí)際產(chǎn)品系列里已經(jīng)能夠做到打出16萬個(gè)點(diǎn)，數(shù)倍領(lǐng)先于iPhoneX的精度），同時(shí)可以做到成本大幅降低；而如果VCSEL+DOE方案要跟進(jìn)這個(gè)指標(biāo)，意味著要繼續(xù)增加VCSEL陣列的激光器數(shù)量，這對(duì)于激光器供應(yīng)商是難度非常高的提升要求。另外，這一方案繞開了“VCSEL+DOE”方案潛在的專利授權(quán)問題，潛在客戶未來不會(huì)有專利方面的風(fēng)險(xiǎn)。
這套采用成熟元器件加納米光學(xué)的技術(shù)方案，來自于團(tuán)隊(duì)在加州大學(xué)伯克利分校時(shí)的研究以及實(shí)踐。但因?yàn)樯婕暗缴虡I(yè)機(jī)密，暫未透露詳細(xì)細(xì)節(jié)。創(chuàng)始人朱力告訴36氪，這一技術(shù)此前已在其他產(chǎn)品中得到驗(yàn)證，但此前未應(yīng)用于移動(dòng)端；目前團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在中美兩地申請(qǐng)了專利，熟悉這一方案的成員基本都已加入光鑒科技。
光鑒科技的核心創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)均為清華大學(xué)電子工程系本科、加州大學(xué)伯克利大學(xué)博士背景的幾位好友兼校友組成，其中包括了解深度相機(jī)以及VCSEL等激光器芯片的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的資深人士。現(xiàn)階段，光鑒科技組建了10人左右的團(tuán)隊(duì)，研發(fā)為主。除了創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)外，已經(jīng)有算法、電子、光學(xué)、機(jī)械等多領(lǐng)域業(yè)界經(jīng)驗(yàn)豐富的初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)組建完成，每一個(gè)成員在本職工作上都有著十幾年以上的工作經(jīng)驗(yàn)。公司同時(shí)擁有自己的顧問科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，包括美國(guó)工程院院士、加州大學(xué)伯克利分校工程院副院長(zhǎng)、以及清華大學(xué)電子工程系系主任。
目前團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成樣機(jī)的研發(fā)。朱力表示，其使用的元器件供應(yīng)商基本都位于國(guó)內(nèi)，比如所使用的激光器目前國(guó)內(nèi)多家公司的產(chǎn)能可以達(dá)到每月百萬片量級(jí)。
展開 國(guó)家納米中心唐智勇Adv. Mater. 綜述：磁圓二色譜在納米材料領(lǐng)域的應(yīng)用:深入理解和調(diào)控激子和
這是一種罕見的光學(xué)現(xiàn)象，來源于沒有鏡面或?qū)ΨQ中心的物質(zhì)。由于對(duì)絕對(duì)構(gòu)型的高度敏感性，天然CD被廣泛用于研究手性分子和納米材料的構(gòu)象變化。相反，MCD產(chǎn)生于磁場(chǎng)誘導(dǎo)的電子結(jié)構(gòu)Zeeman相互作用。它是物質(zhì)在縱向磁場(chǎng)（與光傳播方向平行）下的普遍特性。
MCD技術(shù)可以追溯到1845年法拉第效應(yīng)(也稱為磁旋光，MOR)的發(fā)現(xiàn)。在縱向磁場(chǎng)下，MOR效應(yīng)表示物質(zhì)對(duì)LCP光和RCP光的折射率差異。MCD響應(yīng)是法拉第效應(yīng)在電子吸收區(qū)的表現(xiàn)。與MOR相比，MCD已經(jīng)成為研究電子躍遷的主要技術(shù)，因?yàn)樗斯庾V儀器光學(xué)元件中雙折射缺陷的干擾。令人印象深刻的是，MCD展示了揭示電子態(tài)對(duì)稱性和簡(jiǎn)并性信息的優(yōu)勢(shì)，這是普通吸收光譜無法實(shí)現(xiàn)的。自20世紀(jì)60年代初以來，MCD已經(jīng)廣泛應(yīng)用于分子體系，尤其在分析重要生物分子如金屬蛋白和卟啉衍生物方面具有不可替代的作用。一方面，通過檢測(cè)電子態(tài)的簡(jiǎn)并狀態(tài)的擾動(dòng)，MCD可以探測(cè)血紅素中鐵原子的軸向配位、自旋和氧化態(tài)等的結(jié)構(gòu)變化。另一方面，MCD為監(jiān)測(cè)合成卟啉和酞菁的功能化修飾提供了有效工具，因?yàn)樾揎椩斐傻慕Y(jié)構(gòu)改變通過調(diào)控可以電子躍遷產(chǎn)生MCD活性的變化。伴隨著廣泛的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)，深入的理論計(jì)算研究為理解分子水平的MCD效應(yīng)建立了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
盡管在分子水平上，MCD研究取得了巨大進(jìn)展和豐碩成果，但MCD在納米體系中的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段。納米合成技術(shù)和納米制造策略的蓬勃發(fā)展為MCD的應(yīng)用提供了新機(jī)遇。得益于獨(dú)特的光學(xué)特性，半導(dǎo)體和貴金屬納米材料在自旋電子學(xué)、太陽能電池器件、發(fā)光二極管和生物成像/傳感等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，是極具代表性的納米光學(xué)材料。特別是，半導(dǎo)體獨(dú)特的量子限域效應(yīng)和貴金屬納米結(jié)構(gòu)的局域表面等離激元共振(SPR)使其顯示出強(qiáng)烈的光學(xué)吸收效應(yīng)。通過成分調(diào)整或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)這種量子化吸收特性在紫外可見（UV-vis）范圍內(nèi)的可控調(diào)節(jié)。
展開 美科學(xué)家成功制備出由單一同位素組成的六方氮化硼
據(jù)美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室2018年1月4日?qǐng)?bào)道，美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室NRL（Naval Research Laboratory）一個(gè)由物理學(xué)家組成的科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)找到改善六方氮化硼器件光學(xué)損耗特性和傳輸效率的手段，使得制備小型激光器和納米光學(xué)器件成為可能。
六方氮化硼（h-BN）由硼和氮原子組成的原子級(jí)薄晶格組成。最新研究證明，該材料是一種可用于紅外納米光子學(xué)的光學(xué)材料，被認(rèn)為是二維材料的理想襯底材料。自然界中存在的硼由原子質(zhì)量相差達(dá)10%的B-10和B-11兩種同位素組成。這兩種同位素的原子質(zhì)量差異使得由聲子散射造成的光學(xué)性能大量損失，進(jìn)而限制了該材料的潛在應(yīng)用。
為此，科研人員制備了一種同位素純度超99%的六方氮化硼樣品，該樣品幾乎完全由B-10或B-11組成。“我們已經(jīng)證明，可以通過在極性半導(dǎo)體和介電材料中精心設(shè)計(jì)同位素來克服納米光子學(xué)固有的效率限制。”該樣品能夠顯著降低六方氮化硼的光學(xué)損耗，與天然六方氮化硼相比，光頻振動(dòng)模式的傳動(dòng)距離和持久性都高出多達(dá)3倍。這種振動(dòng)模式不僅使得六方氮化硼樣品具有近場(chǎng)光學(xué)和化學(xué)傳感特性，還為開發(fā)和制備具有相似性質(zhì)的其它材料提供了一種可借鑒方法。
研究人員還包括來自于加州大學(xué)圣迭戈分校（University ofCalifornia San Diego）、堪薩斯州立大學(xué)（Kansas StateUniversity）、橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Oak Ridge National Laboratory)、哥倫比亞大學(xué)（ColumbiaUniversity）和范德堡大學(xué)（Vanderbilt University）的科學(xué)家。
來源：新材料技術(shù)前沿
傳播最新最全的材料科學(xué)技術(shù)，包括金屬材料成形、熱加工、陶瓷冶金，機(jī)械加工、粉末冶金、表面處理技術(shù)、熱處理、3D打印技術(shù)等相關(guān)材料科學(xué)技術(shù)。
展開 新研究：讓超透鏡與MEMS技術(shù)相互融合
在這兩項(xiàng)技術(shù)融合的光學(xué)系統(tǒng)中，MEMS 鏡子反射掃描光線，然后超透鏡會(huì)聚焦這些光線，并且無需額外的光學(xué)組件，例如聚焦透鏡。阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和哈佛法大學(xué)的團(tuán)隊(duì)成功地將兩種技術(shù)結(jié)合到一起，而不會(huì)影響彼此的性能。
最終的目標(biāo)是，通過使用如今制造電子器件的同樣技術(shù)，制造光學(xué)系統(tǒng)所有組件：MEMS、光源和基于超表面的光學(xué)器件。Lopez 表示：“然后，從根本上說，光學(xué)系統(tǒng)可以與信用卡一樣薄。”
目前，在阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室納米材料中心、SEAS以及哈佛大學(xué)納米系統(tǒng)中心（美國(guó)國(guó)家納米技術(shù)協(xié)同基礎(chǔ)設(shè)施的一部分）的科學(xué)家們正在合作進(jìn)一步開發(fā)兩項(xiàng)技術(shù)的新型應(yīng)用。
價(jià)值
這些位于MEMS上的透鏡裝置，將會(huì)推進(jìn)LIDAR系統(tǒng)，用于為無人駕駛汽車引路。作為對(duì)比，目前的LIDAR系統(tǒng)掃描其緊鄰的障礙物時(shí)，直徑只有幾英尺。
Lopez 表示：“你需要特殊的、大型的、笨重的透鏡，而且還需要機(jī)械物體來移動(dòng)它們，這樣會(huì)變得緩慢且昂貴。”
Capasso 表示：“這是史上首次成功地將MEMS技術(shù)和超透鏡技術(shù)相結(jié)合，他們的高度兼容的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)，將為光學(xué)系統(tǒng)帶來高速和敏捷，以及前所未有的功能。”
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