ستحتوي الهواتف الذكية والطائرات بدون طيار قريباً على كاميرات رفيعة كشعرة الإنسان.

طور العلماء تصميمًا جديدًا لعدسة معدنية متعددة الطبقات يعد بإنشاء جيل جديد من البصريات المحمولة بأسعار معقولة وخفيفة الوزن وقوية للهواتف والطائرات بدون طيار والأقمار الصناعية.

طوّر باحثون تصميم عدسة معدنية متعددة الطبقات قادرة على تركيز ألوان متعددة في آن واحد، متجاوزةً بذلك القيود الأساسية للعدسات أحادية الطبقة. - الصورة: أوبتكس إكسبرس

بدلاً من الاعتماد على طبقة واحدة من المواد الفائقة، قام فريق البحث بتكديس طبقات متعددة، متغلبًا بذلك على القيد الأساسي للعدسات المعدنية في تركيز أطوال موجية متعددة من الضوء في وقت واحد.

لقد ابتكرت الطريقة القائمة على الخوارزمية هياكل نانوية متطورة على شكل أوراق البرسيم الرباعية أو شفرات المروحة أو المربعات، مما يوفر كفاءة أعلى وقابلية للتوسع واستقلالية عن استقطاب الضوء.

قال جوشوا جوردان، المؤلف الرئيسي من الجامعة الوطنية الأسترالية ومركز التميز التابع لمجلس البحوث الأسترالي للبصريات التحويلية الفائقة (TMOS): "يتمتع هذا التصميم بالعديد من الخصائص التي تجعله مناسبًا تمامًا للأجهزة العملية. فهو سهل التصنيع بفضل نسبته الهندسية المنخفضة، ويمكن تصنيع الطبقات الفردية بشكل منفصل ثم تجميعها، وهو مستقل عن الاستقطاب، ولديه إمكانية التوسع باستخدام تكنولوجيا أشباه الموصلات الحالية."

لا تتجاوز سماكة العدسات المعدنية جزءًا ضئيلاً من سماكة شعرة الإنسان، وهي أرق بكثير من العدسات البصرية التقليدية. ويمكنها إنتاج أطوال بؤرية لا تستطيع العدسات التقليدية تحقيقها.

في البداية، حاول فريق البحث تركيز أطوال موجية متعددة باستخدام طبقة واحدة، لكنهم واجهوا قيودًا فيزيائية. وبالتحول إلى بنية متعددة الطبقات، استخدموا خوارزمية تحسين عكسية لإيجاد أشكال سطحية فائقة مناسبة، استنادًا إلى الرنين الكهرومغناطيسي المزدوج (رنين هيغنز)، مما زاد من الدقة وسهّل الإنتاج بكميات كبيرة.

يبلغ ارتفاع هذه البنى النانوية حوالي 300 نانومتر وعرضها 1000 نانومتر، وهو ما يكفي لإنشاء خرائط طورية بصرية، مما يسمح بتركيز الضوء في أنماط عشوائية. وقال جوردان: "يمكننا حتى تركيز أطوال موجية مختلفة في مواقع مختلفة لإنشاء موجهات لونية".

ومع ذلك، فإن النهج متعدد الطبقات لا يكون ممكناً حالياً إلا بحد أقصى يبلغ حوالي 5 أطوال موجية، لأنه يتطلب ضمان أن يكون الهيكل كبيراً بما يكفي لأطول طول موجي دون التسبب في حيود عند الأطوال الموجية الأقصر.

وفي هذا السياق، يعتقد فريق البحث أن العدسات المعدنية ستوفر فوائد كبيرة لأنظمة التصوير المحمولة. وأكد جوردان قائلاً: "تصميمنا مثالي للطائرات المسيّرة أو أقمار مراقبة الأرض، حيث سعينا جاهدين لجعلها صغيرة الحجم وخفيفة الوزن قدر الإمكان".

نُشرت نتائج البحث في مجلة أوبتكس إكسبريس .

نعود إلى الموضوع

VNA

المصدر: https://tuoitre.vn/dien-thoai-drone-sap-co-camera-mong-nhu-soi-toc-2025092508534341.htm