Исследователи из Университета штата Пенсильвания разработали микрозеркало, способное делать то, что традиционно требует нескольких оптических компонентов: управлять лазерным лучом в двух направлениях и одновременно менять его фокус на разных глубинах. Разработка может стать основой для небольших, более быстрых и универсальных оптических систем. Наибольший потенциал разработки просматривается в нейробиологии: система может привести к более мелким миниатюрным микроскопам для изучения мозга у бодрствующих субъектов, а также к более лёгким очкам и гарнитурам дополненной реальности.
Микрозеркало Penn State наклоняется в двух направлениях, перемещая луч по области, и одновременно меняет форму отражающей поверхности: более плоская или чашевидная меняет точку фокусировки. Так одно устройство контролирует и положение, и глубину луча. В основе лежит микроэлектромеханическая система, или MEMS, — крошечные машины на чипах, использующие многие методы производства компьютерных чипов. Помимо электроники они содержат микроскопические детали, способные двигаться или изгибаться, наклоняя и меняя форму зеркала.
Для движений использован нитрид алюминия — пьезоэлектрический материал. При подаче напряжения тонкие слои изгибаются, наклоняя или меняя форму зеркала. Крошечные структуры вокруг контролируют наклон, а другой пьезоэлектрический слой меняет форму самого зеркала. Поскольку зеркало размером около миллиметра, оно реагирует быстро: исследователи измерили смену фокуса в пределах миллионных долей секунды. Такая скорость пригодится технологиям, которым нужно быстро сканировать трёхмерное пространство, — квантовому контролю, микроскопии структурированного освещения и оптогенетике.
Почтовый ящик, как «зеркало» характера.