Разработчики из Массачусетского технологического института (MIT) и Массачусетского университета в Лоуэлле (США) разработали первую полностью плоскую линзу, угол обзора которой больше 170 градусов. С его помощью можно получить четкое и не выпуклое панорамное изображение. Подробно свою разработку ученые описали в статье, опубликованной в журнале Nano Letters. Новость появилась на сайте MIT.
Чтобы сделать панорамную фотографию на смартфоне, мы какое-то время непрерывно ведем устройство, которое записывает то, что видит. Если же мы хотим получить панораму на фотоаппарат, мы можем использовать объектив «рыбий глаз» – сверхширокоугольный объектив, который искажает края изображения, из-за чего оно становится выпуклым, как пузырь.
С помощью новой металинзы можно избежать таких дефектов (которые, тем не менее, иногда работают как художественный прием). Линза, разработанная командой из MIT, представляет собой одну цельную пластину из фторида кальция. С внутренней стороны она покрыта тонкой пленкой из теллурида свинца. С помощью метода литографии инженеры вырезали на пленке круговой узор из оптических наборов мета-атомов Гюйгенса. Они рассеивают падающий свет так, как это делала бы обычная изогнутая линза «рыбий глаз», состоящая из нескольких элементов.
Мета-атомы имеют либо прямоугольную форму, либо форму кости – и каждая определенным образом преломляет свет. Свету может потребоваться больше времени, чтобы рассеяться или распространиться от одной формы по отношению к другой – это явление известно как фазовая задержка. В обычных линзах типа «рыбий глаз» кривизна стекла естественным образом создает распределение фазовых задержек, которое в конечном итоге дает панорамное изображение.
На передней стороне метапластины размещена оптическая апертура, или отверстие для света – диаметром всего миллиметр. Когда свет проходит через это отверстие, он преломляется на внешней поверхности стекла, а затем рассеивается и попадает на внутреннюю сторону метаповерхности под разными углами.
Сейчас тестовый объектив видит свет только в инфракрасном диапазоне, но, по словам исследователей, его можно адаптировать для работы со светом видимого спектра. Новый «рыбий глаз» в будущем можно будет не только крепить на фотоаппарат, но и встраивать в смартфоны и ноутбуки, интегрировать в медицинские устройства визуализации – например, эндоскопы, – а также в очки виртуальной реальности, носимую электронику и другие устройства компьютерного зрения.
[Фото: Mikhail Shalaginov, Tian Gu, Christine Daniloff, Felice Hankel, Juejun Hu]
