Самые маленькие вещи часто оказываются наиболее револлюционными. Эти линзы были разработы, чтобы быть меньше длины волны света, который они будут фокусировать. Для изготовления использованы метаматериалы, с помощью которых в будущем получится заменить большие тяжелые линзы, которые используются везде: от микроскопов, до кинокамер.
Обычная линза представляет собой кусок стекла с изогнутой поверхностью, который может быть несколько миллиметров или сантиметров толщиной. Такая линза перенаправляет свет в точку фокуса, обычно на какой-то сенсор. При использовании внутри объективов, обычно размещают несколько линз, чтобы удалить разного рода искажения и обеспечить правильную фокусировку.
Любой фотограф знает, что стекло тяжелое и хрупкое. Поэтому объективы очень часто получаются большими и тяжелыми, особенно если содержат много оптических элементов, как бывает в зум-объективах. «Они хотят иметь высококачественное изображение, хотя в конечном счете это приводит к увеличению веса», — объясняет Реза Хорасанинежад, который разработал новый объектив вместе с командой из Гарварда во главе с Федерико Капассо.
Это изобретение может поменять правила игры. Новые метаматериала представляют собой структуры меньше чем длина световой волны. Линза получается плоской, а не изогнутой. Что тоже помогает сохранить компактность.
Эти структуры похожи на столбы Стоунхенджа. На фотографии видны «наноребра» — тонкие высокие блоки из диоксида титана размером 600 нанометров. Линза крепится на тонкое стекло, которое обеспечивает прочную основу, но не участвует в преломлении светового потока.
Как пишет New Scientist, «наноребра» повернуты под разными углами, чтобы захватывать поляризованный свет, который позволяет объединять световые лучи.
Были протестированы три линзы, в которых структура устроена для пропускания красного, зеленого и фиолетового света. Результаты превзошли традиционные линзы по ряду параметров. При сравнении с 55-миллиметровым микроскопом Nikon, оказалось, что «наноребра» фокусируют свет точнее, что дает большую резкость. При этом размер новой линзы в сто тысяч раз тоньше.
Тесты пока проводятся на монохроматическом уровне, однако уже идет подготовка к расширению цветового охвата. «Первый шаг — создать линзу, которая хорошо будет работать в видимом спектре. Следующим шагом станет коррекция получаемого цвета», — говорит Хорасанинежад.
Вряд ли в ближайшее время эта технология выйдет на массовые рынок. Однако возможности новой линзы действительно безграничны. Их можно использовать в контактных линзах для коррекции зрения, или добавить микроскоп к смартфону, а может просто уменьшить и снизить вес обычных фотографических объективов.
Отправить комментарий