| www.popsci.com

Нові металінзи можуть забезпечити камери телефонів, що мають якість DSLR-камер

Структура поверхні металінзи

Минулого тижня група вчених з Гарвардського університету представила нові лінзи на основі метаматеріала, що можуть застосовуватися практично у всіх технологіях зйомки, від фотографії до потужних оптичних мікроскопів і телескопів. Ці лінзи мають розмір близько двох міліметрів в діаметрі, а їх виготовлення набагато дешевше, ніж виготовлення лінз з просвітленого оптичного скла. Але найголовнішим є те, що їх використання дозволить камерам мобільних телефонів і іншої портативної техніки мати якість роботи, як у професійних DSLR-камер.

Об’єктиви DSLR-камер і інших оптичних інструментів мають великі розміри в зв’язку з тим, що в їх нутрощах знаходиться безліч оптичних елементів з вигнутими поверхнями. Ці елементи, лінзи, змінюють форму променів світла і фокусують на поверхні світлочутливого датчика. Однак, деяка частина світла, що проходить через край лінз, все ж виявляється не в фокусі, що робить зображення розпливчастим. Для компенсації ефекту сферичного спотворення виробники об’єктивів використовують ряд додаткових коригувальних лінз.

У металінз, які представляють собою плоскі пластини з кварцу, на поверхні яких створені впорядковані особливим чином структури з діоксиду титану, сферичних спотворень зовсім не існує. Кожен з елементів металінзи, який схожий на поставлену на ребро крихітну кісточку доміно, переломлює промені світла по-своєму, а всі ці елементи, розташовані в строго заданому порядку, діють як одна лінза, фокусуючи промені світла в певній точці.

Але, у таких металінз є один істотний недолік, - поки вони ще не можуть охопити весь діапазон видимого світла. Вченим, варіюючи розміри елементів поверхні металінзи, відстань між ними і інші параметри, вдалося створити зразки лінз, ефективно працюють в діапазонах 405, 532 і 660 нанометрів, що відповідає фіолетово-синій, жовто-зеленій і червоній частині видимого спектру. Зображення в інших кольорах поки залишається розпливчастим, але вчені зараз працюють над усуненням цієї проблеми.

Крім розмірів і вартості, металінзи істотно виграють у традиційних лінз і по ефективності. Випробування перших металінз, проведені ще в 2011 році, показали, що їх ефективність становить майже 99 відсотків. Це, в свою чергу, означає, що втрачається всього 1 відсоток світла, що навіть найкращим скляним лінзам дуже і дуже далеко до такої ефективності.

Поки невідомо, коли ж такі металінзи з’являться в об’єктивах камер мобільних телефонів. Ймовірно, це станеться лише після того, як вченим вдасться змусити їх ефективно працювати у всьому діапазоні видимого світла. Але і зараз, у вигляді вузькосмугових оптичних пристроїв, такі металінзи можуть знайти застосування в науковому і технологічному обладнанні для обробки світла променів лазерів та інших джерел, який має лише одну певну довжину хвилі.

 

Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль