Журнал Компьютерра - Журнал Компьютерра N745

Специалисты давно заметили, что полусферическая поверхность сетчатки наших глаз при завидной компактности и простоте позволяет получить сравнительно широкий угол обзора и минимум искажений. Уже более двадцати лет инженеры безуспешно пытаются приспособить хорошо отработанные плоские технологии фотолитографии для изготовления искривленных матриц, но до сих пор никому не удавалось изготовить хотя бы работоспособный образец. Шутка ли, хрупкие пластины кремния ломаются уже при деформациях менее одного процента.

В новой технологии используется весьма хитроумный путь получения искривленного сенсора. Сначала формируется гибкая тонкая мембрана нужной формы. Затем она специальным приспособлением растягивается, как кожа барабана, и принимает плоскую форму. На эту мембрану переносится изготовленная по обычной планарной технологии сетка из кремниевых фотодиодов матрицы и сопутствующая электроника. Диоды в сети располагаются не вплотную друг к другу, как на обычной матрице, а разнесены и соединены гибкими металлическими проводниками. Далее мембрану освобождают, и она принимает первоначальную форму полусферы. При этом сетка фотодиодов сильно сжимается, но возникающие в ней напряжения эффективно снимаются за счет того, что металлические проводники отслаиваются от мембраны и слегка вспучиваются в виде маленьких дуг. В результате кремниевые пикселы-фотодиоды избегают значительных напряжений и сохраняют работоспособность. На последней стадии техпроцесса мембрану с матрицей приклеивают к подготовленной стеклянной полусфере и выполняют все необходимые электрические соединения.

Первый экспериментальный образец полусферического сенсора имеет всего 256 пикселов на площади около одного квадратного сантиметра с прикрепленной линзой диаметром около двух сантиметров. Но уже на таком несовершенном прототипе удалось заметить улучшение качества изображения по сравнению с обычной плоской матрицей.

По мнению специалистов, данный метод открывает широкие возможности для оптимизации различной фото- и видеотехники. Также по этой технологии можно изготавливать имплантаты, дисплеи и системы индикации сложной формы и множество других самых разнообразных устройств. ГА

Новый способ фокусировки излучения полупроводниковых лазеров с помощью поверхностных плазмонов продемонстрировали физики из Гарвардского университета при поддержке японских коллег из исследовательской лаборатории Hamamatsu Photonics. Метод обещает скорое появление более компактных и дешевых полупроводниковых лазеров с малым расхождением луча.

Полупроводниковые лазеры, излучающие фотоны при "аннигиляции" электронов и дырок, сегодня используются в самых разных устройствах, от линий оптических телекоммуникаций и DVD-приводов до лазерных указок и систем безопасности.

Однако излучение этих, как правило, миниатюрных устройств мало похоже на идеальные лучи классических рубиновых лазеров с длинным зеркальным резонатором. Длина активной зоны полупроводникового лазера невелика, а диаметр сопоставим с излучаемой длиной волны. Поэтому из-за дифракции излучение таких лазеров сильно расходится и фактически представляет собой конус с углом раствора в несколько десятков градусов.

Чтобы собрать конус в узкий луч, обычно используют специальные высококачественные линзы, которые сильно усложняют и удорожают конструкцию и к тому же значительно увеличивают размеры устройства.

Теперь ученые смогут заменить дорогую линзу тонкой металлической фольгой со щелью и канавками, наносимой на торец лазера при изготовлении. Для экспериментов был выбран квантовый каскадный лазер, излучающий на длине волны 9,9 мкм.

На его торец был нанесен изолированный слой золота толщиной 1,7 мкм с щелью шириной около двух микрон напротив активной зоны лазера. Параллельно щели на фольге ионным пучком была изготовлена серия канавок шириной 0,8 и глубиной 1,5 мкм на расстоянии 8,9 мкм друг от друга.

Это на первый взгляд простое устройство, совсем не похожее на обычную линзу, работает следующим образом. Проходя сквозь щель, излучение лазера частично поглощается, возбуждая в фольге поверхностные плазмоны — коллективные колебания электронного газа металла и электромагнитного поля.