বড়-অ্যাপার্চার ধাতব পদার্থের টেলিস্কোপ চাঁদের ছবি তোলে

অপটিক্যাল মেটাসারফেসগুলির ব্যবহারিক ব্যবহারের দিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের গবেষকদের দ্বারা নেওয়া হয়েছে। দলটি একটি বৃহৎ অ্যাপারচার, ফ্ল্যাট মেটালেন্স তৈরি করতে একটি সাধারণ সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন প্রক্রিয়া ব্যবহার করেছিল। এটির অপটিক্যাল পারফরম্যান্সটি চাঁদের দিকে লক্ষ্য করা একটি সাধারণ টেলিস্কোপে উদ্দেশ্যমূলক লেন্স হিসাবে এটি ব্যবহার করে প্রদর্শিত হয়েছিল। টেলিস্কোপটি উচ্চতর সমাধান করার ক্ষমতা অর্জন করেছে এবং চাঁদের পৃষ্ঠের স্পষ্ট চিত্র তৈরি করেছে।

টেলিস্কোপগুলি 400 বছরেরও বেশি সময় ধরে মহাবিশ্বের মধ্যে পিয়ার আউট করার জন্য ব্যবহার করা হয়েছে। 1600-এর দশকের গোড়ার দিকে, গ্যালিলিও গ্যালিলি বৃহস্পতির চাঁদগুলি পর্যবেক্ষণ করার জন্য একটি টেলিস্কোপ ব্যবহার করেছিলেন এবং গত বছর জেমস ওয়েব স্পেস টেলিস্কোপ মহাবিশ্বের দর্শনীয় চিত্রগুলি নেওয়া শুরু করেছিল।

পেশাদার জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের দ্বারা বর্তমানে ব্যবহৃত টেলিস্কোপগুলি বড় এবং ভারী হতে থাকে, যা প্রায়শই কীভাবে এবং কোথায় ব্যবহার করা যেতে পারে তার উপর সীমাবদ্ধতা রাখে। এই যন্ত্রগুলির আকার তাদের বড় অ্যাপারচার এবং প্রায়শই জটিল বহু-উপাদান অপটিক্যাল সিস্টেমের ফলাফল যা বিভ্রান্তি দূর করতে এবং পছন্দসই উচ্চ কর্মক্ষমতা প্রদানের জন্য প্রয়োজনীয়।

ইঞ্জিনিয়ারড ন্যানোস্ট্রাকচার

অপটিক্যাল মেটাসারফেসগুলি টেলিস্কোপ এবং অন্যান্য অপটিক্যাল সিস্টেমকে আরও ছোট এবং সহজ করার একটি সম্ভাব্য উপায় অফার করে। এগুলি হল ইঞ্জিনিয়ারড ন্যানোস্ট্রাকচার যাকে কৃত্রিম অপটিক্যাল অ্যান্টেনার সিরিজ হিসাবে ভাবা যেতে পারে (চিত্র দেখুন)। এই অ্যান্টেনা আলোর পরিবর্তন করতে পারে, পরিবর্তন করতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, এর প্রশস্ততা, ফেজ এবং মেরুকরণ।

এই মেটাসারফেসগুলিকে আলোকে ফোকাস করার জন্য ইঞ্জিনিয়ার করা যেতে পারে, যার ফলে ধাতব পদার্থ তৈরি হয় যা প্রচলিত অপটিক্সের তুলনায় উল্লেখযোগ্য সুবিধা দিতে পারে। উদাহরণ স্বরূপ, ধাতব পদার্থের সমতল পৃষ্ঠগুলি গোলাকার বিকৃতি মুক্ত এবং ধাতব পদার্থগুলি প্রচলিত আলোকবিজ্ঞানের তুলনায় অতি সূক্ষ্ম এবং ওজনে কম।

যাইহোক, ধাতব পদার্থের উৎপাদন এখনও প্রাথমিক অবস্থায় রয়েছে। বর্তমান ফেব্রিকেশন পদ্ধতিগুলি স্ক্যানিং সিস্টেমের উপর ভিত্তি করে যেমন ইলেক্ট্রন-বিম (ই-বিম) লিথোগ্রাফি এবং ফোকাসড আয়ন বিম (এফআইবি) কৌশল। এগুলি ধীর, ব্যয়বহুল এবং ধাতব পদার্থের আকার মাত্র কয়েক মিলিমিটারে সীমাবদ্ধ করে। এটি বড়-আয়তনের উত্পাদন প্রায় অসম্ভব করে তোলে এবং এর মানে হল যে ধাতব পদার্থগুলি বর্তমানে ব্যয়বহুল এবং বড় অ্যাপারচার অ্যাপ্লিকেশন যেমন টেলিস্কোপের জন্য খুব ছোট।

একটি মেটা-টেলিস্কোপ

এখন, পেনসিলভানিয়া স্টেট ইউনিভার্সিটি এবং নাসা-গডার্ড স্পেস ফ্লাইট সেন্টারের গবেষকরা ধাতব পদার্থ তৈরির আরও ভাল উপায় নিয়ে এসেছেন। তাদের প্রক্রিয়াটি বড় আকারের উত্পাদনের জন্য স্কেল করা যেতে পারে এবং টেলিস্কোপ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত বড় অ্যাপারচার আকারের সাথে ধাতব পদার্থ তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

দলটি গভীর-আল্ট্রাভায়োলেট (DUV) লিথোগ্রাফি ব্যবহার করেছে, যা সাধারণত সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে ব্যবহৃত একটি কৌশল। তাদের প্রক্রিয়াটি একটি চার ইঞ্চি সিলিকা ওয়েফারের উপরের প্যাটার্নিং জড়িত। তাদের 80-মিমি-ব্যাসের মেটা-লেন্সগুলি 16টি অংশে বিভক্ত ছিল যা ওয়েফারের বিভিন্ন চতুর্ভুজগুলিতে একই প্যাটার্নগুলি প্রকাশ করে একত্রিত হয়েছিল। প্যাটার্ন সেলাই এবং ওয়েফার ঘূর্ণন একটি ব্যয়বহুল একক বড় মাস্কের প্রয়োজনীয়তা দূর করে যা সমগ্র পৃষ্ঠকে উন্মুক্ত করে।

তীব্রতা প্রোফাইল

1200-1600 এনএম বিস্তৃত বিস্তৃত তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসীমার উপর ফোকাসড লেজার বিমের তীব্রতা প্রোফাইল পরিমাপ করে মেটালেনের কর্মক্ষমতা চিহ্নিত করা হয়েছিল। পরীক্ষাগুলি দেখায় যে ধাতবগুলি 1450 এনএম-এ কাজ করার জন্য ডিজাইন করা সত্ত্বেও, সম্পূর্ণ পরিসরে বিচ্ছুরণ সীমার কাছাকাছি আলোকে শক্তভাবে ফোকাস করতে পারে। যাইহোক, বিচ্ছিন্ন বিচ্ছুরণ তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসীমা জুড়ে ফোকাল দৈর্ঘ্যের তারতম্য ঘটায় - একটি ক্ষতিকারক প্রভাব যাকে ক্রোম্যাটিক অ্যাবারেশন বলা হয়।

একটি টেলিস্কোপের ভিতরে একটি বস্তুনিষ্ঠ লেন্স হিসাবে এটি ব্যবহার করে ধাতব পদার্থের সমাধান করার ক্ষমতা পরীক্ষা করা হয়েছিল। দলটি টেলিস্কোপ ব্যবহার করে ন্যূনতম 80 কিলোমিটারের ন্যূনতম সমাধানকারী বৈশিষ্ট্যের সাথে চাঁদের পৃষ্ঠের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য সফলভাবে চিত্রিত করেছে। এই ধরনের ধাতব পদার্থের জন্য এটি এখন পর্যন্ত সর্বোত্তম রিপোর্ট করা সমাধান ক্ষমতা।

পরবর্তী প্রজন্মের সিস্টেম

প্রধান গবেষক জিংজি নি পেনসিলভেনিয়া স্টেট ইউনিভার্সিটিতে বিশ্বাস করে যে মেটাসারফেসগুলি অপটিক্সে একটি গেম চেঞ্জার হতে পারে, কারণ আলো ম্যানিপুলেশনের জন্য তাদের অভূতপূর্ব ক্ষমতা তাদের পরবর্তী প্রজন্মের অপটিক্যাল সিস্টেমের জন্য শক্তিশালী প্রার্থী করে তোলে। তিনি বলেন, এই কারণেই তার দল স্কেলেবল, ফ্যাব্রিকেশন-বান্ধব মেটাসারফেসগুলির ক্ষমতাগুলিকে অগ্রসর করার জন্য নিবেদিত।

“আমরা বানোয়াট-অসিদ্ধতা-সহনশীল ন্যানোস্ট্রাকচার অর্জনের জন্য আমাদের নকশা কৌশলগুলি উন্নত করার পরিকল্পনা করি। এটি দৃশ্যমান পরিসরে কাজ করে বড় আকারের ধাতব পদার্থ তৈরি করতে ফটোলিথোগ্রাফির মতো উচ্চ-ভলিউম উত্পাদন প্রযুক্তি ব্যবহার করতে এবং আরও জটিল ন্যানোঅ্যান্টেনা ডিজাইনকে অন্তর্ভুক্ত করার অনুমতি দেবে, উদাহরণস্বরূপ, ফ্রিফর্ম আকৃতির ন্যানোঅ্যান্টেনা, রঙিন বিকৃতির জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে, "তিনি বলেন ফিজিক্স ওয়ার্ল্ড.

মেটাসারফেস লেজার রশ্মি আকৃতিতে সাহায্য করে

দিন পিং সাই হংকং এর সিটি ইউনিভার্সিটিতে গবেষণার সাথে জড়িত ছিলেন না এবং তিনি মনে করেন যে এই কাজটি মেটালেন্সের কাজের দৃশ্যকল্পকে প্রসারিত করে এবং বড় অ্যাপারচার সহ ধাতব পদার্থের উপর গবেষণাকে অনুপ্রাণিত করবে। তিনি বলেছেন যে ডিইউভি লিথোগ্রাফি যুক্তিসঙ্গত রেজোলিউশন সহ কম দামের ধাতব পদার্থের উচ্চ থ্রুপুট উত্পাদন অর্জনের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি উপাদানগুলিকে বাণিজ্যিকীকরণে নিয়ে আসবে এবং আগামী বছরগুলিতে সেগুলিকে আমাদের দৈনন্দিন জীবনের অংশ করে তুলবে৷

Tsai বিশ্বাস করেন যে পেন স্টেট মেটালেন্সে বর্ণের বিকৃতি একরঙা অ্যাপ্লিকেশনে এর ব্যবহার সীমিত করে। তিনি আরও উল্লেখ করেছেন যে বড়-এরিয়া ব্রডব্যান্ড অ্যাক্রোম্যাটিক মেটা-লেন্সের নকশা এখনও একটি বড় চ্যালেঞ্জ এবং এর শক্তিশালী চাহিদা রয়েছে। উপরন্তু, তিনি বিশ্বাস করেন যে সেলাই ত্রুটি এড়াতে এবং বানোয়াট প্রক্রিয়াটিকে সহজ করার জন্য একটি বড় মুখোশ হল ধাতব পদার্থ তৈরির পছন্দের উপায়।

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে ACS ন্যানো চিঠি.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোব্লকচেন। Web3 মেটাভার্স ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/telescope-with-large-aperture-metalens-images-the-moon/