از اوایل دهه شصت میلادی، ساخت ابزارهای اپتیکی کوچکتر از متر امکانپذیر گردید. به طوریکه در دهه هشتاد ابعاد حدود یک میکرومتر و در سال 2000 به زیر 100 نانومتر کاهش یافت. علاوه بر این رایانههای امروزی به عنوان ابزاری قدرتمند برای طراحی اپتیکی، مدلسازی، شبیهسازی و مطالعه پدیدههای نوین فیزیکی در ابعاد نانو معرفی میشوند]1[.
اپتیک شاخهای از علم فیزیک نور، مهندسی برق میباشد که به بررسی رفتار نور میپردازد، یکی از ویژگیهایی که امروزه به این شاخه از علم همانند اکسیری با ارزش توجه میشود، افزودن فناوری نانو به آن میباشد، فناوری نانو اپتیک به بررسی رفتار نور و برهمکنشهای بین نور و ماده در اندازههایی کوچکتر از طول موج نور میپردازد]2[. از جمله کاربردهای نانو اپتیک میتوان به ساخت سلولهای خورشیدی، دیودهای نور افشان، نمایشگرها، حسگرها و لیزرهای دیودی، طرح نگاری[1] با لیزر، اشاره کرد. علاوه بر این، حوزه دیجیتال عرصههای جدیدی از کاربردهای نوری را به دنیای آشنای اطرافش ارمغان داده است. در حال حاضر اپتیک در حوزههای نجوم، میکروسکوپ، عکاسی، در برنامههای پردازش اطلاعات مانند تصویربرداری و نقشهکشی، ذخیرهسازی دادهها، ارتباطات، رباتیک صنعتی، اندازهگیری دقیق و ماشینکاری اشاره کرد، که امروزه در حال تکمیل و رقابت با الکترونیک میباشد. ادوات نانو اپتیک دارای اشکال و عملکردی متفاوت با ادوات اپتیکی معمولی است. عناصر نانو اپتیک شامل ساختارهای نانو مقیاس متعددی هستند که در الگوهای منظم یا بر روی یک ماده ساخته شدهاند. همچنین بسته به توابع نوری، طول موج عملیاتی و الزامات تولید، در طیف وسیعی از فلزات (به عنوان مثال طلا یا الومینیوم)، دیالکتریکها (به عنوان مثال دیاکسید سیلیکون یا نیترید سیلیکون) موادی مانند Si و GaAs، بلورها، شیشهها و پلاستیکها به صورت لایه نشست[2] رشد میکنند]3[.
این ساختارها اغلب به صورت یک شبکه از پراش پرتو با ابعادی از دهها تا چند صد نانومتر شکل میگیرد. این امر دستگاهای نانو اپتیک را قادر میسازد، تا عملکردهای نوری را در لایههای بسیار نازک، اغلب با ضخامتی کمتر از یک میکرون ایجاد کنند. با توجه به اثرات کوانتومی، دستگاههای نانو اپتیک اثرات نوری خود را در یک فاصله کانونی بسیار کوتاه نسبت به دستگاههای اپتیکی بزرگ به دست میآورند و این موضوع از الزامات ساخت سازههای اپتیکی با ابعادی جمع و جور میباشد.
در طراحی سیستمهای نانو اپتیک همانند طراحی سیستمهای نیمه هادی از یک سری قوانین منسوب به توابع استاندارد نوری (قطبش، طول موج، میزان انتشار نور) برای اجزای سیستمهای اپتیکی، مانند مدارها و سیستمها استفاده میشود، گزینههای تاثیرگذار در طراحی اپتیکی عبارتند از :
- تغییر ارتفاع، عرض و دوره شبکه
- ایجاد شبکههای دو بعدی و یا چند بعدی
- انتخاب مواد مختلف برای زیرلایه و شبکه
- استفاده از مواد سازگار با شبکه
- پوششدهی سطوح شبکه
این گزینهها در طراحی سیستمهای نانو اپتیک به طور متفاوت و یا به صورت ترکیبی به کار میروند؛ ترکیب این گزینهها نه تنها عملکرد کلی مورد نظر را فراهم میکند بلکه باعث میشود قابلیتهای دستگاه از لحاظ اپتیکی و فیزیکی بهینه شوند. به عنوان مثال، برای تحمل دما، گزینههای طول موج عملیاتی و زاویه پذیرش شایان توجه است. شکل (1) ساختار کلی دستگاه نانو اپتیک که به ادوات نانو اپتیکی اجازه میدهد تا از دستگاههای گسسته ساده با یک نانو ساختار تک لایه به قطعات پیچیده ارایش داده شود و به صورت مجموعهای از اجزای اپتیکی قابل کنترل الکترونیکی طراحی و ساخته شود، را نشان میدهد]4[:
شکل (1) دستگاه نانو اپتیکی عمومی متشکل از یک یا چند لایه نانو ساختار، شامل لایههای اپتیکی و یک بستر است]4[
از آنجایی که سیستم نانو اپتیک مانند میکروالکترونیک عهدهدار تولید ویفرها بر روی دستگاههای جمع و جور متعدد بر روی هر نوع زیرلایه است، دارای توانایی تولید حجم زیادتری از فرایندهای نوری در طی یک زمان و با هزینه یکسان و به مراتب سادهتر از عناصر نوری بزرگ نیز میباشد]5[.
چند عامل اصلی که باعث میشود عناصر نوری برای ادغام در دستگاههای چند منظوره ایدهال شوند، عبارتند از:
- نانو اپتیکها اغلب به دلیل تمایلات نوری فشرده خود به راحتی میتوانند با دیگر اجزای سازنده قطعات نوری مرتبط باشند. بنابراین هم ترازی در ساخت، کم کارتر و ارزانتر است.
- انها میتوانند با یکپارچهسازی لایههای نانو اپتیک به منظور ایجاد اثرات نوری کامل شوند و با انتقال نانو الگوها اجازه لایهبندی بر روی یک زیرلایه بدون عوارض و هزینه را دهد و به لایهبندی چند دستگاهی دست یابد.
- نانو اپتیکها میتواند به صورت فضایی با سازماندهی چندین توابع نوری مختلف در یک ساختار به یکدیگر متصل شوند. این کار با ایجاد قطعات کوچک و انتقال کل ساختار ارایه در یک عملیات واحد، انجام میشود. دستگاههای ارایهای را میتوان در مدارهای چندتایی نوری اعمال کرد و نیازی به هماهنگ کردن اپتیکهای جداگانه نیست.
- یکپارچهسازی ترکیبی میتواند با اضافه کردن یک لایه نانو اپتیک یا لایههایی با مواد اپتیکی ساخته شود. فرایندی که از طریق آن عناصر نانو اپتیک ساخته شوند، انعطافپذیر و قوی هستند و امکان صرفه جویی در فرایند تولید را در ایجاد اپتیکهای ترکیبی فراهم میسازد.
- ادغام نانو اپتیکها با لایههای فعال نوری میتواند مدارهای اپتیکی را کنترل کند و اجزای نوری پیچیدهای را بر روی تراشه ایجاد کند.
- سیستم نانو اپتیک را میتوان برای ساخت انواع دستگاههای اپتیکال گسسته با عملکردی به طور مستقیم قابل مقایسه با اپتیکهای موجود در فضای حقیقی (گرچه اغلب کوچکتر و قویتر است) استفاده کرد. نانو اپتیک با فناوری منحصر به فرد، اجازه ایجاد دستگاههای نوری با قابلیتهایی که در دسترس اپتیک فله نیست، را ایجاد میکند]4[.
یکی از مباحثی که اخیرا در نانو اپتیک مورد توجه قرار گرفته است، مطالعه رفتار تک مولوکول در کنار نانو ذرات و تاثیر وجود نانو ذره بر روی گسیل خود به خودی مولکول میباشد به چنین ساختاری اصطلاحا نانو انتن گفته میشود.
نانو انتنها دو یا چند ذره هستند که در فاصلهی چند نانومتری از یکدیگر قرار دارند نقش نانو انتنها مانند نقشی است که انتنها در سیستمهای مخابراتی دارند. اگر الکترونهای داخل این نانو ذره همزمان با تابش فرودی ارتعاش کنند در یک فرکانس خاص پدیده تشدید رخ میدهد؛ که این باعث میشود نانو ذره مورد بررسی یک طول موج خیلی خاص را بیشتر از طول موجهای دیگر در اطراف خودش نگه دارد و اصطلاحا میدان مغناطیسی نزدیکی را ایجاد کند و چون شدت این میدان خیلی زیاد است میتواند برای ما دارای کاربردهای زیادی باشد]6[.
به عنوان مثال میتوان، توان تابشی یک دانه مولکول را که در کنار این نانو ذرات قرار دارد را خیلی بالا برد به گونهای که بتوان یک دانه مولکول را دید یا برعکس وقتی یک دانه مولکول را در در کنار این قرار میگیرد شانس اینکه مولکول فوتون را جذب کند را خیلی بالا ببرد. هر دو اینها میتوانند در سیستمهای نانو فوتونیک، به عنوان چشمه تک فوتونی و دریافتکننده تک فوتونی به کار روند. همچنین میتوان نور با قطر 20 نانومتر را کانونی کرد، بدین ترتیب میتوان CDهایی را ساخت که هر کدام از اطلاعات 0 و 1 را در 20 نانومتر ذخیره میکند، با توجه به ابعاد CD میتوان حجم خیلی زیادی از طلاعات را در یک CD ذخیره کرد که منجر به پوششدهی اطلاعات تا چند هزار گیگا بایت میشود. همچنین میتوان گسیلکننده تک فوتونی داشت. که به عنوان مثال در امنیت شبکههای کامپیوتر از طریق رمز نگاری کوانتومی استفاده میشوند. از دیگر کاربردهای نانو انتنها میتوان به کنترل و هدایت نور اشاره کرد]7[.
بحث دیگر از کاربردها که بیان شد تصویر بردای از پروتئینها و DNAها است. بدین ترتیب که میتوان نانو ذرات را در کنار اینها قرار داد یا به گونهای که این پروتئینها به این نانو ذرات بچسبند چون یک فرکانس خاصی را تشدید میکنند میتوان آن فرکانس را به اینها تاباند و نانو ذره را دنبال کرد چون نانو ذره به پروتئین و … چسبیده است، دنبال کردن نانو ذره مثل دنبال کردن DNA و… است همچنین میتوان به جهت حرکت، سرعت و دیگر اطلاعات از طریق آنها دست یافت]8[.
از دیگر کاربردها میتوان به ساخت سلولهای خورشیدی در ابعاد نانو اشاره کرد که بهرهی بسیار بالایی دارد و بیش از 80 در صد نور را از طریق تابش مستقیم نور خورشید و تابش فروسرخ جذب کند. همچنین وقتی خورشید غروب میکند زمین گرما را به صورت نور فروسرخ تابش میکند سلول انرژی دریافت میکند و به انرژی برق تبدیل میکند. کاربرد دیگر، در مدارهای مجتمع نانو فوتونیک است. در این مدارها به جای الکترون از فوتون استفاده می شود. همانطور که میدانید امروزه بحث بر سر این موضوع است که سیستمهای الکترونی را با سیستمهای فوتونی جایگزین کنند همانند فیبر نوری، مشکل، داشتن ترکیب این دوتا سیستم است، یعنی نور از طریق فیبر نوری به کامپیوتر میآید و در آنجا تبدیل به الکتریسیته میشود که منجر به کندی سیستم میشود. برای رفع این مشکل، باید سیستمها تماما فوتونیکی باشد. بنابراین از نانو انتنها در مدارهای مجتمع نانو فوتونیک (کلا از فوتون استفاده شده) باید استفاده کرد]9[.
در حالیکه مفهوم عناصر اپتیکی نانو مواد در حدود دو دهه مورد بررسی قرار گرفته است، کاربردهای نانو انتنها به جز سلولهای خورشیدی بیشتر جنبه ازمایشگاهی دارند اما فناوریهای لازم برای تولید و تجاری کردن این مفهوم اخیرا مورد توجه قرار گرفته است.
در ادوات نانو اپتیکی وقتی نانو ذرات تحت تابش قرار میگیرند الکترونهای نانو ذره هم فرکانس با تابش فرودی ارتعاش میکنند، که با تنظیم فرکانس فرودی میتوان تشدید داشت. این تشدید بستگی به ابعاد و شکل نانو ذره و محیط اطرفش دارد و میتوان کنترل کامل در حرکت الکترونها داشت؛ که به این اتفاق پلاسمون سطحی میگویند]10[. پلاسمون سطحی کاربرد خیلی زیادی میتواند برای ما داشته باشد چون باعث میشود یک میدان الکترومغناطیسی جایگزیدهای در اطراف ذره با شدت بالا به وجود اید و چون این شدت و فرکانس را میتوان کنتر ل کرد، در صنعت مورد استفاده قرار میگیرد. سادهترین این کاربرد در رنگ است. میتوان با ابعاد بازی کرد تا به صورت کنترل شده رنگ خاصی را بیشتر پراکنده کنند. مزیتی که این رنگ نسبت به رنگهای دیگر دارد این است که از بین رفتنی و تشکیل شده از ماده شیمیایی نیست و جز خواص نانو ذره است و اگر ابعاد این نانو ذره عوض نشود این رنگ تغییر نمیکند. علاوه بر این، نانوانتنهای پلاسمون سطحی کاربردهای زیادی در پزشکی دارند و در درمان تومور میتوان مورد استفاده قرار داد، اما این نتایج در حد ازمایشگاهی بررسی شده است. بدین ترتیب که نانو ذره را وارد بدن میکنند و تحت تابش فرکانس مشخصی قرار میگیرد و در اطراف خودش تومر را از بین میبرد. علاوه بر این، نانو انتنهای پلاسمونی نانوذرات را پشت سر هم قرار میدهند و اگر به اولین نانو ذره نور بتابد پلاسمون سطحی در ذره اول به وجود میاید و میتواند زنجیر وار اطلاعات را بین ذرات دیگر منتقل کند که بدینترتیب به جای انتقال الکترون نور انتقال مییابد که در مدارهای مجتمع کاربرد دارد]11،12،13[.
دستگاههای نانو اپتیک به عنوان جایگزینی برای دو موج معمولی در دو مسیر جداگانه نوری استفاده میشود که عملکرد پایداری در هنگام کاهش قطعات فراهم میکند. مهمتر از همه در مدارهای نوری که مسیرهای اپتیکی جداگانهای را به یک مسیر متصل میسازند، این مدار یکپارچه کوچکتر و سادهتر، با عملکرد بهتر و پایدار و با هزینهی کمتری ساخته میشود.
شکل (2) نمایی از یکپارچهسازی نانو اپتیکهای چند لایه به یک دستگاه واحد را نشان میدهد که میتواند مزایای ذایتی و کاربردهای فردی را ترکیب کند و ترکیبی از قابلیتهای نوری را ایجاد کند که به طور معمول به لایه لایه شدن مواد گسسته اپتیکی نیاز دارد. به عنوان مثال یک قطبشگر نانو اپتیک یکپارچه و صفحه موج ساخته شده بر روی یک تراشه نوری را میتوان در طیف گستردهای از مدارهای نوری استفاده کرد. ترکیب این دستگاه یکپارچه با آشکارسازهای نوری یک دستگاه با بازخورد نوری با سرعت بالا برای تعیین قطبش و وضعیت فاز نور را ایجاد میکند. چنین دستگاهی میتواند برای نظارت بر عملکرد نوری و کاربردهای سنسوری استفاده شود. ترکیبات مشابه قطبش را میتوان در نویسهخوانهای نوری[3] و مدارهای صفحه نمایش پروژکتور اعمال کرد، که در مقایسه با دستگاههای اپتیکال بزرگ، هزینه، اندازه، عملکرد و مزایایی را به دنبال دارد]4[.
نانو اپتیک میتواند برای ایجاد یک فلش یا لیزرهایی، با پهنای باند موج صفر که طول موجهای کوچک و یکنواخت (به عنوان مثال یک چهارم موج) را فراهم کند و پهنای باند را تا طول 150 نانومتر دچار تاخیر کند. به عنوان مثال، نانو اپتیکها با ربع طول موج 650 تا 785 نانومتر در نویسهخوانهای ترکیبی CD/DVD به کار میروند.
شکل (2)، تصویر میکروسکوپ الکترونی اسکن را نمایش میدهد، که در آن نانو ساختارهای چند لایه با استفاده از تکنیکهای تولید مکرر نانو ذرات تشکیل شده است. این ترکیب از یک قبطش زاویهسنج، یک گیره فاز زیرمجموعه و یک ارایه نانو اپتیک که به عنوان یک مولفه نظارت بر عملکرد نوری، طراحی شده است]4[.
شکل (2)، تصویر میکروسکوپ الکترونی تشکیل شده از نانو ساختارهای چند لایه]4[
شکل (3) تصویری از میکروسکوپ الکترونی به صورت ترکیبی از نانو اپتیکهای تضعیفکننده فضای متغییر ازاد اپتیکی (FSVOA) و دیافراگم است. که در آن نانو اپتیک FSVOA شامل یک جفت نانو ساختار پلاریزه ساندویچ شده با یک سلول کریستال مایع است. با استفاده از یک میدان الکتریکی در کریستال مایع، مولکولهای کریستال مایع را چرخانده و کسری از نور را که از طریق ساختار عبور میکند، را کنترل میکند. از انجایی که پلاریزاسیون نانو اپتیک به طور مستقیم در ساخت سلولهای کریستال مایع متصل میشود، این اجازه را میدهد که تمام اجزای با ضخامتی کمتر از 1میلیمتر و تقریبا حدود 10/3 نازکتر از فناوریهای معمولی ایجاد شوند و سیستمهایی با سهم نانو اپتیک ضخامتی کمتر از 2 میکرون داشته باشد]4،14[
نانوساختارهای چند لایه با استفاده از تکنیکهای تولید تکرار نانوذرات نشان داده شده با ساخت یک پلاریزای نانو نوری در هر دو طرف یک روتاتور فارادی، یک جداره نوری را تولید میکند، که در برنامههای کاربردی برای فرستندههای مخابراتی و مدارهای نوری الكترونیك وجود دارد]14[.
شکل (3) نمایی از میکروسکوپ الکترونی ترکیبی]4[
- بازار خارجی:
- شرکت Electro Optical Industries LLC:[4]
- سیستم تست الکترو اپتیک GOLETA, Calif:
سیستم تست الکترو اپتیک GOLETA, Calif جزئی از ادوات الکترواپتیکی است که برای تست دید، دوربینهای NIR، IR، دستگاههای شارژ شده با شدت بالا، عینک افتابی و لیزر سنجش فاصله به کار میرود.
پارامترهای دوربین با دیدگسترده مانند انحنا را میتوان با یک کولیمتر مبتنی بر آینه اندازهگیری کرد. با این نوآوری میتوان وضوح و محدوده لبهی میدان دید را اندازهگیری کند. این سیستم همچنین توانایی نظارت از راه دور بر دمای مایع خنک کننده تابشگرها[5] را دارد. دستگاه تست به طور خودکار دادههای دمای پس زمینه را توسط یک تابشگر پس زمینه ثانویه شبیهسازی میکند.
از جمله تجهیزات پیشرفته سیستم تست IR/VIS و کالیبره تجهیزاتی مانند منبع تابشگر، مجموعه تست دوربین، پروژکتور هدف، شبیهساز، کولیماتور، مجموعه تستهای آشکارساز، دماسنجهای دقیق، ترماتور دقیق، حوزههای یکپارچهساز و دستگاه انحراف سنج زاویه است]15[.
شکل (4) سیستم تست الکترو اپتیک GOLETA, Calif ]15[
- سیستم Electro-optics for Security :
سیستم SPYNEL :
با نرم افزار پیشرفته تشخیص حرکت CYCLOPE، دریافتگرهای مادون قرمز با چشم اندازی وسیع امنیت واقعی را در برابر تهدیدهای متعارف و نامتقارن فراهم میکند. SPYNEL جمع و جور است و میتواند در عرض چند دقیقه راه اندازی و به طور کامل عملیاتی شود. سیستمهای تصویربرداری حرارتی 360 درجه بر سطحهای بعدی نظارت گستردهای دارد و نفوذ میکند و در ابتدای هر تهدیدی (افراد که سینه خیز میروند (سربازان)، قایقهای کوچک، RIBها در آب و هوای سنگین، هواپیماهای بدون سرنشین) هشدار میدهد. 5 مدل از دوربینهای SPYNEL برای برطرف کردن نیازهای افراد وجود دارد:
- Spynel-X: سیستمی جستجوگر و وابسته به اشعه مادون قرمز ]16[
- Pynel-S :360° سیستم تشخیص مادون قرمز ]17[
- Spynel-C: دوربین حرارتی پانورامیک مادون قرمز ]18[
- Spynel-U Low: سیستم برای تشخیص عمیق محیط ]19[
- Spynel-M: دارای رادار حرارتی برای تشخیص عمیق محیط ]20[
این سیستمها دارای مزایا و کاربردهای مشترک زیر هستند:
مزایا:
- چشم انداز 360 درجه با یک دریافتگر تک
- مقرون به صرفه، سیستم نظارت قابل اعتماد
- نظارت از راه دور تا افق
- حتی در شرایط آب و هوایی مناسبی در روز و شب از چشم اندازی وسیع استفاده میشود
- خودکار، ردیابی تمام تهدیدات با کیفیت تصویر بالا
- جامع، قوی، تجهیزات سبک وزن برای استقرار سریع دادهها
- سیستمی کاملا منفعل
کاربردها:
- نظارت مستمر منطقهای
- تشخیص تهدیدات نامتقارن 360 درجه
- مبارزه با دزدی دریایی و قاچاق
- حفاظت از زیر ساختهای بحرانی
- نظارت بر فرودگاهها
- نظارت بر مرزها و مرزهای ساحلی
- پهباد برای ردیابی هدف در جو
- حفاظت از کشتیها
شکل (5) سیستم Electro-optics for Security مدل Spynel-X ]16[
- شرکت Optics[6] :
- سیستم لیزری Plug & Play با حداکثر 6 طول موج قابل ارتقا توسط کاربر:
سیستمهای لیزری LightHUB+® Plug&Play به صورت یک سیستمی جمع و جور با 6 لیزر دیودی (DPSS) با طول موجهای مختلف طراحی شده است. طول موجها بین 375 نانومتر تا 1550 نانومتر و توان خروجی نوری تا 300 مگاوات در هر لیزر امکانپذیر است.
شش واحد ورودی انالوگ و دیجیتال وظیفه مدولهسازی دادهها و همچنین یک رابط RS-232 و USB به راحتی میتواند اطلاعات ورودی از محیط بیرون را کنترل کند. سیستم طراحی شده به طور خودکار سرد میشود. البته با نصب این سیستم بر روی یک میز نوری یا زیری ضخیمتر، عملکرد خنک کننده امکان پذیر میشود. سیستم باید بر روی یک پایه جداگانه به همراه، دستگاه خنک کننده فعال با کنترل کنندههای درجه حرارت نصب شود (فنها نیز میتوانند در زیر متصل شوند)
اندازه مکانیکی این سیستم در دو نوع دارا و فاقد خنک کننده به صورت زیر است:
طول* عرض* ارتفاع : 402*402* 97 میلیمتر (بدون واحد خنک کننده)
طول* عرض* ارتفاع : 402*402* 182 میلیمتر (با واحد خنک کننده متصل)
البته این سیستم براساس تغییر طول موج و توان ورودی دارای مدلهای مختلفی است ]21[
شکل (6) سیستم لیزری LightHUB+® Plug&Play ]21[
- شرکت Laser Components USA Inc[7]:
- سیستم FLEXPOINT ILM12IP laser module
لیزر ساخت شرکت Laser Components USA Inc برای استفاده در محیط خارجی و محیطهای دارای صنعت سخت طراحی شده است. سیستم با کلاس حفاظتی IP67 مطابقت دارد، و در برابر آب و گرد و غبار مقاوم است. ILM12IP با تارهای خارجی M12 از فولاد زنگ نزن ساخته شده است و آن را میتوان به سرعت و به راحتی برای تنظیم ماشینها وصل کرد. این نوع لیزر در رنگهای سبز و قرمز با پهنایی به اندازه مو و با فاصلهای ثابت و بینهایت میتواند متمرکز شود]22،23[.
شکل (7) لیزر مدل ILM12IP ]23[
- شرکت:[8]qioptiq
- سیستم لنزهای پردازشگر مواد:
لنزهای 160 میلیمتری Theta Ronar دارای فاصله کانونی 160 میلیمتر در طول موج 515 تا 540 نانومتر و فاصله کانونی 163 میلیمتر در طول موج 1030 تا 1080 نانومتر دارند این لنزها کوتاهترین فاصله کانونی را نسبت به تمام لنزهای F-Theta با جذب کم دارند.
دیافراگم بزرگتر آن برای لنزهای 160 میلیمتری، 10/14 میلیمتر و برای لنزهای 163 میلیمتری 14/20 میلیمتر برای IR بهینه شده و منجر به اندازه یک نقطه بین 12 تا 23 میلیمتر مناسب و دارای کاربردهای قدرتمندی با دقت بالاتر و اندازه کوچکتر نسبت به سایر لنزها است. این سیستم ایدهال در پردازش موادی مانند ذخیرهسازی انرژی و تولید افزودنی برای کاربردهای چاپ، جوشکاری و برش سه بعدی مورد استفاده قرار میگیرد]24[.
شکل (8) سیستم لنزهای پردازشگر مواد ]24[
- سیستم میکرو اپتیک:
از دیگر سازههای این شرکت میکرو اپتیکی است که به طور گسترده دارای کاربردهای پزشکی وصنعتی است. به عنوان مثال در دستگاههای چشم پزشکی و اندوسکوپی مورد استفاده قرار میگیرد. و دارای کاربردهای صنعتی مانند تحقیق و بررسی کارهایی که در آن اندازه کوچک و تصویربرداری نوری با عملکرد بالا وظیفهای حیاتی دارد.
اجزای میکرو اپتیکی سفارشی و دارای انواع و اندازههای مختلفی مانند تولید لنزهای تک بعدی، دوبعدی و سه بعدی میکرو اپتیک، برای چاپ تولید میکند. میکرواپتیک دو بعدی با قطر 0.5 میلیمتر در دسترس است و میتواند تا قطر 0.3 میلیمتری مدل تک بعدی اش پایین بیاید. این شرکت با تمام شیشههای اپتیکی و دیگر مواد مانند سیلیکا نیز کار میکند. دیافراگم ثابت، طراحی فشرده، برای اندازه تصویر به طور متوسط بهینه شده است، کیفیت تصویر بهینه برای فاصله شی 700 میلیمتر و قطر داخلی کمان: 16 تا 25 میلیمتر است ]25[.
شکل (9) سیستم میکرو اپتیک ]25[
- شرکت [9]Alluxa Inc:
فیلتر Ultra-Narrow Bandpass، دارای باند فرکانسی فوق باریک چندگانه 532 نانومتری با پهنای باند 0.1 نانومتر و مسدود کننده OD6 است.این فیلترها میتوانند بیش از 80 درصد از نور را نگه دارند.
فیلترهای فوق باریک میتوانند برای بهبود نسبت سیگنال به صدا در زمینههایی مانند سیستم اندازهگیری لایهدار برای وسیلههای نقلیه، نجوم، پاکسازی خطوط لیزر به کار رود ]26[.
شکل (10) فیلتر نوری Ultra-Narrow Bandpass
- بازار داخلی:
- شرکت فنی مهندسی اورنگ صنعت سپاهان:
- شیشه BK7 با پوشش نانومتری (رتیکل):
شیشه BK7 یک شیشه اپتیکی با کیفیتی بالاست، که دارای فرایند تولید آسان و قیمت نهایی ارزان است. این شیشه به عنوان رتیکل در لنزهای چشمی و وسایل دیدبانی مانند تلسکوپ، میکروسکوپ به کار میرود، در این نوع از شیشهها از پوششهای نانویی استفاده شده است که میتواند پراکندگی نور را کاهش دهد در نتیجه بازدهی اپتیکی و شفافیت تصویر را افزایش میدهد. در واقع فناوری نانو عملکرد این نوع شیشهها را افزایش داده است ]27[.
شکل (11) شیشه رتیکل ]27[
- خلاصه مدیریتی:
با توجه به آنچه بیان گردید، حوزهی کار بر روی ادوات نانو اپتیکی و کاربردهای مختلف آنها، زمینهای نو و در حال توسعه بوده و با توجه به توسعه تکنولوژی ساخت ادوات اپتیکی در این ابعاد، امکان ساخت و استفاده از این وسایل فراهم گردیده است. لذا علاوه بر فراهم شدن زمینه رفع مشکلات مربوط به توسعه و بهبود سیستمهای قدیمی و همچنین عرضه وسیع ساخت انتنها در کاربردهای مختلف سیستمهای اپتیکی و ارتباطی مشترک با سیستمهای نانو مقیاس، بر اساس این فناوری میتوان به زمینهها و کارکردهای جدیدی از تجهیزات و سیستمها در زندگی روزمره بشر اندیشید که تاکنون موجود و حتی قابل تصور هم نبوده است. به نوعی میتوان گفت هر انچه در گذشته در خصوص تحلیل و توسعه ادوات اپتیکی به عنوان مثال انتنها در مقیاسهای ماکروسکوپی انجام شده است میتواند در حوزه نانو بررسی و انجام شود، این به معنی باز شدن زمینه وسیعی از فعالیتهای تحقیقاتی و صنعتی در دانش اپتیک میباشد.
مراجع:
[1] سپهری، حمیده؛ کتاب “مقدمه ای بر نانوزیست فناوری” 1392.
[2] Z. Zalevsky and D. Mendlovic, Optical Super Resolution, Springer, New-York, (2002).
[3] Kawata, Satoshi, Motoichi Ohtsu, and Masahiro Irie, eds. Nano-optics. Vol. 84. Springer, 2012.
[4] www.photonics.com/Articles/Nano-Optics_Technology_Optical_Alchemy/a25513
[5] www.photonics.com/Articles/Nano- Optics_New_Rules_for_Optical_Components/a25492
[6] Novotny, Lukas, Hulst, Niek van, nature photonics, Antennas for light, 83-90, 2011.
[7] Alda, Javier, et al. “Optical antennas for nano-photonic applications.” Nanotechnology 16.5 (2005): S230.
[8] Puchkova, Anastasiya, et al. “DNA origami nanoantennas with over 5000-fold fluorescence enhancement and single-molecule detection at 25 μM.” Nano letters 15.12 (2015): 8354-8359.
[9] Zhu, Wenqi, et al. “Lithographically fabricated optical antennas with gaps well below 10 nm.” Small 7.13 (2011): 1761-1766.
[10] H. Raether, Surface plasmons on smooth and rough surfaces and on gratings, Berlin: Springer, 1988.
[11] Roxworthy, Brian J., et al. “Application of plasmonic bowtie nanoantenna arrays for optical trapping, stacking, and sorting.” Nano letters 12.2 (2012): 796-801.
[12] http://nanosun.ir/post/122
[13] Vladimir M.Shalaev, “Plasmonic nanophotonics,” IEEE CFN, 2008.
[14] Zalevsky, Zeev, Vicente Micó, and Javier Garcia. “Nanophotonics for optical super resolution from an information theoretical perspective: a review.” Journal of Nanophotonics 3.1 (2009): 032502.
[15] https://www.electro-optical.com/Products/Test-and-Measurement
[17] www.electro-optical.com/Products/Electro-optics-for-Security/Spynel-S-360-Infrared-Detection-System
[21] http://optics.org/products/P000022230
[23] www.lasercomponents.com/us/news/laser-module-is-dustproof-and-waterproof
[26] www.alluxa.com/category/learning-center/applications/
[27] http://nanoproduct.ir/product/3043/
[1] Lithographie
[2] Epitaxy
[3] Optical drive
[4] www.electro-optical.com
[5]blackbodies
[7] www.alphalas.com/
[8]www.qioptiq.com
[9] www.alluxa.com
———————————————————————
تهیه و تنظیم:
- گروه صنعتی کاربردهای فناوری نانو در صنعت برق و انرژی
بخش ترویج صنعتی ستاد توسعه فناوری های نانو و میکرو
====================================================================================
[جهت دسترسی به گزارش نهایی محصولات و شرکتهای دارای گواهی نانومقیاس ستاد توسعه فناوریهای نانو و میکرو به «کتب مرجع محصولات و تجهیزات نانو و صنعت» به نشانی (INDnano.ir/category/book) مراجعه کنید]
[همچنین برای دانلود فایل PDF کلیه گزارشات بهمراه جزئیات، به بخش گزارش های صنعتی پایگاه اینترنتی رسانه تخصصی نانو و صنعت (www.INDnano.ir/category/report) مراجعه نمایید]
====================================================================================
