ஏஆர், விஆர் கண்ணாடிகளுக்கு மெட்டாலென்ஸ் ஆய்வில் இரண்டு தடைகளைத் தாண்டிய போஸ்டெக்

தற்போது பல லென்ஸ்களை அடுக்கி வைத்து செயல்படும் ஆக்மென்டெட் ரியாலிட்டி (AR) மற்றும் வர்ச்சுவல் ரியாலிட்டி (VR) கண்ணாடிகள், விரைவில் ஒற்றை கண்ணாடி போன்ற ஒளியியல் பாகமாகச் சுருங்கக்கூடும்; போஹாங் அறிவியல் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகம் (POSTECH) குழு, மெட்டாலென்ஸ்களைப் பயன்படுத்தி கூர்மையான முழு நிற பிம்பங்களை உருவாக்கும் தொழில்நுட்பங்களை உருவாக்கியுள்ளது. நேச்சர் கம்யூனிகேஷன்ஸ் இதழில் வெளியான இந்த ஆய்வு முடிவுகள், மெட்டாலென்ஸ்களை வணிகமயமாக்குவதற்கான இரண்டு பெரும் தடைகளை எதிர்கொள்கின்றன: உயர் ஒளியியல் செயல்திறன், மற்றும் அளவிடத்தக்க உற்பத்தி.

மெட்டாலென்ஸ் என்பது, அடர்த்தியாக அமைக்கப்பட்ட நானோ அளவிலான கட்டமைப்புகளால் ஆன மிக மெல்லிய லென்ஸ் ஆகும்; இது ஒளியின் பாதையைக் கட்டுப்படுத்துகிறது, வழக்கமான ஒளியியல் அமைப்புகள் பல அடுக்கு கண்ணாடி லென்ஸ்களால் செய்யும் செயலை, ஒற்றை தட்டையான ஒளியியல் பாகத்தில் செய்ய அனுமதிக்கிறது. முக்கியச் சவால், நிற மங்கல் இல்லாமல் சிவப்பு, பச்சை, நீலம் ஆகிய மூன்று நிறங்களையும் ஒரே புள்ளியில் குவிக்கும் அக்ரோமேட்டிக் (achromatic) செயல்திறனை, மலிவான, வெகுஜன உற்பத்திக்கு ஏற்ற குறைந்த ஒளிவிலகல் எண் கொண்ட பொருட்களைப் பயன்படுத்தி அடைவதே. போஸ்டெக் குழு, மெட்டா-அணுக்கள் (meta-atoms) எனப்படும் நானோ அளவு தூண்களின் அகலத்துடன், அவற்றின் உயரத்தையும் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் இதைத் தீர்த்தது; இது சிவப்பு, பச்சை, நீல ஒளியை விரும்பிய புள்ளியில் துல்லியமாகக் குவிக்க உதவியது — கட்டிடங்களின் தள எண்ணிக்கையை மாற்றுவதன் மூலம் அடிப்பரப்பு அதேயாக இருந்தாலும் வெவ்வேறு நகர்த்தோற்றத்தை உருவாக்குவது போல.

ஒரு ஆய்வில், குழு, இரண்டு-ஃபோட்டான் லித்தோகிராஃபி (two-photon lithography) எனும் மிகத் துல்லியமான 3டி அச்சிடும் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி சிக்கலான முப்பரிமாண நானோ தூண்களை நேரடியாக உருவாக்கியது; மெட்டாலென்ஸின் ஒவ்வொரு இடத்திற்கும் பொருத்தமான கட்டமைப்பைத் தானாகத் தேர்ந்தெடுக்க தலைகீழ்-வடிவமைப்பு (inverse-design) அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தியது. இதன் விளைவாக, ஒப்பீட்டளவில் மலிவான, குறைந்த ஒளிவிலகல் எண் கொண்ட பொருட்களால் ஆன முழு நிற அக்ரோமேட்டிக் மெட்டாலென்ஸ் உருவானது; இதை OLED காட்சியுடன் இணைத்தபோது கூர்மையான நிற பிம்பங்களை உருவாக்குவதை குழு உறுதிசெய்தது.

இரண்டாவது ஆய்வு வெகுஜன உற்பத்தியை மையமாகக் கொண்டது: குறைநிற எலெக்ட்ரான்-கற்றை லித்தோகிராஃபி மூலம் உயரம்-குறியீட்டு நானோ டெம்ப்ளேட்டை உருவாக்கி, அதை முத்திரையிடும் வகையான நானோஇம்ப்ரிண்ட் லித்தோகிராஃபி (nanoimprint lithography) செயல்முறையில் பயன்படுத்தியது; இது வழக்கமான நானோஇம்ப்ரிண்ட் முறைகள் உருவாக்கும் ஒரே உயர கட்டமைப்புகளுக்குப் பதிலாக, வெவ்வேறு உயரங்களைக் கொண்ட கட்டமைப்புகளை ஒரே நேரத்தில் நகலெடுக்க அனுமதித்தது. "இந்த ஆய்வுகள் முக்கியமானவை, ஏனெனில் மேம்பட்ட நானோ உற்பத்தி மூலம் AR, VR காட்சிகளுக்கான முழு நிற அக்ரோமேட்டிக் மெட்டாலென்ஸ்களை நடைமுறை தொழில்துறை பயன்பாட்டுக்குக் கொண்டு வர உதவும் உற்பத்தி தொழில்நுட்பங்களை இவை நிரூபிக்கின்றன" என்று இந்த ஆய்வுக்குத் தலைமை தாங்கிய ஜுன்சுக் ரோ தெரிவித்தார்; இந்தத் தொழில்நுட்பங்கள் இமேஜிங் அமைப்புகள், ஒளியியல் சென்சார்கள் போன்ற பல்வேறு ஒளியியல் துறைகளுக்கும் பயன்படும் என்று அவர் மேலும் தெரிவித்தார்.