Физика

Создана тонкая бесфокусная линза

Rajesh Menon/University of Utah

Используя объектив толщиной меньше микрона, исследователи создали камеру, которая не требует фокусировки, в отличие от традиционных камер, где используется несколько объективов для формирования высококачественных изображений. Статья о разработке опубликована в журнале Optica.

«Наши плоские линзы могут значительно снизить вес, сложность и стоимость камер и других систем визуализации, одновременно увеличивая их функциональность, — говорит руководитель исследовательской группы Раджеш Менон из Университета штата Юта. — Такая оптика может помочь создать более тонкие камеры смартфонов, лучшие системы биомедицинский визуализации и более компактные камеры для автомобилей».

В своей работе ученые представили новую плоскую линзу и показывают, что она может одновременно фокусироваться на объектах, которые находятся примерно в шести метрах друг от друга. Новые материалы состоят из нанесенных на подложку наноструктур с определенным рисунком, а не громоздкого стекла или пластика.

Для фокусировки света традиционные линзы преобразуют параллельные световые волны в сферические, которые сходятся в фокусе. Авторы новой работы выяснили, что волны других форм могут производить аналогичный эффект, значительно увеличивая число возможных конструкций линз. Из всего этого многообразия исследователи выбрали наиболее перспективный вариант, используя вычислительные модели.

После выбора наилучшей конструкции ученые использовали нанотехнологические методы, чтобы создать прототип линзы. Эксперименты подтвердили, что такая линза работает согласно сделанным предсказаниям и может достигать глубины фокусировки на несколько порядков большей, чем у эквивалентной ей обычной линзы.

В эксперименте по проверке работы линзы авторы направили на нее инфракрасный свет с относительно низкой числовой апертурой — показателем, демонстрирующим диапазон углов, под которыми объектив может принимать или излучать свет. Теперь физики планируют расширить объектив для использования его с большими числовыми апертурами и спектром видимого света. Также ученые намерены упростить методы синтеза нового материала, чтобы его было легче производить в промышленных масштабах.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.