Материалы портала «Научная Россия»

Линзы нового поколения обещают революцию в мире оптики

Линзы нового поколения обещают революцию в мире оптики
Ультратонкие плоские линзы заменят старые оптические системы в смартфонах, фотоаппаратах и телескопах.

Профессор оптики Федерико Капассо (Federico Capasso) и его коллеги из Гарвардского университета (США) разработали первую ультратонкую плоскую линзу, которая охватывает весь спектр видимого света. Эта технология рассматривается как революционная, поскольку в недалеком будущем она сможет найти применение во всех новых устройствах — от микроскопов до фотокамер — заменив линзы старого поколения. Об изобретении рассказывает вебсайт Гарвардского университета.

В ходе работы команда искала материал, который не будет поглощать или рассеивать свет, поскольку нужно было сосредоточить в линзе красный, синий и зеленый спектры видимого света. Кроме того, чтобы обеспечить экономическую эффективность, следовало использовать материал, уже имеющийся в промышленности.

Ученые остановились на диоксиде титана — металле, широко применяющемся сегодня во всех областях производства — от электроники до бытовой химии. Из этого материала они сделали «сердце» линзы — массив гладких наноструктур с четким соотношением сторон.

«Мы хотели создать плоскую линзу с высокой числовой апертурой, то есть способную сфокусировать свет в участке меньшем, чем длина световой волны. Чем более плотно вы можете сосредоточить свет, тем меньше будет фокусный участок может быть, что потенциально повышает разрешение изображения», — рассказал Мохаммадреза Хорасанинеяд (Mohammadreza Khorasaninejad), один из авторов проекта.

Команда разработала массив с разрешением структуры около 400 нанометров. Это может обеспечить лучшую фокусировку, по сравнению с действующим поколением оптических линз.

«Обычные линзы должны быть точно отполированы вручную. Любая ошибка при сборке, малейшее отклонение по кривизне снижает ее технические характеристики. У нас же всего один слой литографии дает высокопроизводительный объектив, который может быть использован везде, где потребуется», — рассказывает постдок лаборатории Капассо Вей Тин Чен (Wei Ting Chen).

Новая технология не только обещает уменьшить вес и объем объективов, сделав их тоньше листа бумаги, но и будет существенно дешевле в плане производства.

«До сих пор мы наблюдали удивительное поле метаматериалов, с которыми связывается много новых идей, но которые находят мало реальных приложений. Технико-ориентированный подход группы профессора Капассо отличается в этом отношении. Этот прорыв решает одну из важных задач, создавая метаобъектив, который удовлетворяет современным требованиям высокой числовой апертуры и эффективности одновременно, чего, как правило, трудно достичь», — говорит эксперт Владимир Шалаев, профессор электроники и вычислительной техники университета Пердью (США).

Авторы уже подали заявку на патент и активно ищут пути коммерциализации продукта.

Читайте также на портале Научная Россия об очках для богомолов, которые обладают стереоскопическим зрением.

Название изображения

Свет, проходящий через линзы, фокусируется миллионами наноструктур (Capasso Lab) 

диоксид титана линзы оптика ультратонкие плоские линзы

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий