Новая линза собирает все цвета радуги

Американские ученые разработали металинзу, которая может собирать весь видимый спектр излучения в одном месте в высоком разрешении. Результаты их работы были опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Металинза – это ровная поверхность, которая использует наноструктуры для фокусировки света. С их помощью ученые планируют совершить революцию в оптике и заменить объемные изогнутые линзы простыми и ровными материалами. Однако раньше металинзы не могли фокусировать свет всего видимого спектра, поэтому приходилось совмещать несколько линз вместе. Ученые разработали металинзу, которая в высоком разрешении собирает весь видимый спектр излучения, включая белый свет, в одном месте.

Фокусировка всего спектра излучения – это непростой процесс, потому что каждая волна проходит сквозь материал с разной скоростью. Волны красной области видимого спектра, например, двигаются через стекло быстрее, чем волны синего спектра, поэтому они будут находится в одной точке в разное время и окажутся в итоге в разных точках фокуса. Это вызовет искажение изображения.

«У металинз есть преимущества над традиционными линзами. Они тонкие, недорогие и легко изготавливаются. Наши результаты только добавляют таким линзам преимуществ, потому что теперь они действуют во всем спектре видимого изучения», – рассказал Фредерико Капассо, один из авторов статьи, профессор Гарвардского университета.

В разработанных металинзах есть ряды нанопластин диоксида титана, которые помогают фокусировать все волны и снижать искажение изображения. Чтобы все волны оказались в одном месте одновременно, ученые поставили пары нанопластин так, чтобы они могли регулировать скорость каждой волны.

«Совмещая две нанопластины в один элемент, мы можем настроить скорость световых волн в наноструктурных материалах. Так мы используем всего одну металинзы и при этом будем уверены, что все волны сфокусированы в одном месте в одно время. Это значительно уменьшает толщину и сложность разработки по сравнению со стандартными линзами, не вызывающими искажение изображения», – добавил Вей Тин Чен, один из авторов статьи, сотрудник Гарвардского университета.

Ученые надеются, что их разработку можно будет применять в камерах и других оптических приборах, сделав их более легкими и компактными.