Un nou tip de lentilă numit metalentilă (metalens) tocmai a trecut de un obstacol major. O metalentinlă este o suprafață plană care utilizează nano-structuri pentru a focaliza lumina şi ea ar putea schimba optica pentru totdeauna prin înlocuirea lentilelor voluminoase tradiționale curbe pe care le cunoaștem.
Până acum, lentilele ultra-compacte au avut un potențial enorm, dar ele întâmpinau dificultăți la focalizarea unui spectru larg de lumină.
Vedeţi şi: Oamenii de ştiinţă pentru prima dată au obţinut “lumină lichidă” la temperatura camerei
Bine, acum lucrurile s-au schimbat.
Pentru prima dată, cercetătorii au reușit să dezvolte o singură metalentilă capabilă să concentreze toate culorile curcubeului – întregul spectru vizibil de lumină, ce crează lumina albă – într-un punct la rezoluție înaltă, ceva ce în trecut necesita mai multe lentile.
Potenţialul metalentilelor este vast. De la lentile mai bune în camerele din smartphone-ul vostru, la un nou tip de realitate virtuală (RV) ultra-plată şi căști de realitate augmentată (RA), potrivit echipei de la Şcoala Harvard John A.Paulson de inginerie şi Ştiinţe Aplicate (SEAS) din Massachusetts.
“Metalentilele au avantaje faţă de lentilele tradiționale”, spune cercetătorul principal (en), Federico Capasso.
“Metalentilele sunt subțiri, ușor de fabricat şi rentabile. Această descoperire extinde aceste avantaje pe întreaga gamă vizibilă de lumină. Acesta este următorul pas mare.”
Vedeţi şi: Lentile de contact Google: care va permite diabeticilor să măsoare nivelul glucozei
A face o astfel de metalentilă este atât de complicat, deoarece diferite lungimi de undă de lumină se deplasează prin materiale cu viteze diferite.
Aceasta duce la erori de focalizare, cunoscute sub numele de aberaţii cromatice, care în lentilele tradiționale sunt eliminate cu ajutorul suprafeței curbe.
Roşul se mişcă cel mai rapid, în timp ce violetul este cel mai lent – începutul şi sfârşitul gamei complete a culorilor curcubeului.
Metalentilele nu dispun de acelaş spaţiu, pentru a funcționa ca lentilele tradiționale, deci nu pot fi modelate în acelaş mod.
Vedeţi şi: Noul dispozitiv face orice obiect invizibil
În schimb, echipa SEAS a folosit rețele de nano-aripioare de dioxid de titan pentru a face faţă aberațiilor cromatice.
Experimentând cu unități pereche de aceste nano-aripioare, oamenii de ştiinţă au fost în măsură să controleze viteza diferitelor lungimi de undă de lumină care trec prin lentile, asigurându-se că fiecare culoare se concentrează într-un singur punct.
Este aproape ca şi cum ai crea un labirint miniatural care ghidează diferite culori prin lentilă, iar echipa spune că noua tehnologie poate reduce vizibil grosimea şi complexitatea designului, în comparație cu abordarea standard cu mai multe straturi.
“Folosind obiectivul nostru achromatic, noi suntem capabili să realizăm o vizualizare de înaltă calitate a luminii albe”, spune unul dintre cercetători (en), Alexander Zhu.
“Aceasta ne aduce la un pas mai aproape de obiectivul de a le incorpora în dispozitivele optice obișnuite, cum ar fi camerele de luat vederi”.
Deşi, acest obiectiv este încă departe de a fi realizat: etapa următoare este mărirea metalentilelor la o dimensiune de 1 cm, la mărimile în care, posibilitățile pentru RV, RA, camerele standard, microscoape şi tot felul de tehnologii optice vor începe cu adevărat să se deschidă.
La începutul anului trecut, aceeași echipă a reuşit (en) să obțină o metalentilă prevăzută să se descurce cu diferitele lungimi de undă de lumină prin folosirea nano-aripioarelor, dar punctele de focalizare nu erau la o distanţă uniformă.
Acum, totuși, întregul spectru de culoare poate fi adunat într-un punct, printr-o lentilă mai subțire decât părul uman.
Ca un bonus suplimentar, metalentilele pot fi dezvoltate în aceleași instalații în care sunt produse componentele de calculator, ieftin şi ușor, potrivit lui Capasso.
Cercetarea a fost publicată în Nature Nanotechnology.
Lasă un răspuns