Chytré telefony a drony budou brzy mít kamery tenké jako pramen vlasů.

Vědci vyvinuli nový design vícevrstvé kovové čočky, která slibuje vytvoření nové generace cenově dostupné, lehké a výkonné mobilní optiky pro telefony, drony a satelity.

Výzkumníci vyvinuli vícevrstvý kovový design čočky, který dokáže zaostřit více barev současně, a tím překonává základní omezení jednovrstvých čoček. - Foto: Optics Express

Místo spoléhání se na jednu vrstvu metamateriálu se výzkumný tým skládal na více vrstev, čímž překonal základní omezení kovových čoček v zaostřování světla na více vlnových délek současně.

Metoda založená na algoritmu vytvořila sofistikované nanostruktury ve tvaru čtyřlístků, lopatek ventilátoru nebo čtverců, které nabízejí vyšší účinnost, škálovatelnost a nezávislost na polarizaci světla.

Joshua Jordaan, hlavní autor z Australské národní univerzity a Centra excelence pro metatransformativní optiku (TMOS) ARC, uvedl: „Tento design má mnoho vlastností, které se dobře hodí pro praktická zařízení. Díky nízkému geometrickému poměru se snadno vyrábí, jednotlivé vrstvy lze vyrábět samostatně a poté sestavovat, je nezávislý na polarizaci a má potenciál škálovatelnosti s využitím stávající polovodičové technologie.“

Kovové čočky jsou jen zlomkem tloušťky lidského vlasu, mnohokrát tenčí než tradiční optické čočky. Dokážou vytvořit ohniskové vzdálenosti, kterých běžné čočky nedosáhnou.

Výzkumný tým se zpočátku pokoušel zaostřit více vlnových délek pomocí jediné vrstvy, ale narazil na fyzikální omezení. Po přechodu na vícevrstvou strukturu použili inverzní optimalizační algoritmus k nalezení vhodných tvarů hyperpovrchů, založený na duální elektromagnetické rezonanci (Huygensově rezonanci), což zvýšilo přesnost a usnadnilo hromadnou výrobu.

Tyto nanostruktury jsou vysoké asi 300 nanometrů a široké 1 000 nanometrů, což stačí k vytvoření optických fázových map, které umožňují zaostřování světla do libovolných vzorů. „Můžeme dokonce zaostřit různé vlnové délky na různá místa a vytvořit tak barevné směrovače,“ řekl Jordaan.

Vícevrstvý přístup je však v současné době proveditelný pouze pro maximálně asi 5 vlnových délek, protože vyžaduje zajištění dostatečně velké struktury pro nejdelší vlnovou délku, aniž by způsoboval difrakci na kratších vlnových délkách.

V tomto ohledu se výzkumný tým domnívá, že kovové čočky nabídnou mobilním zobrazovacím systémům významné výhody. Jordaan zdůraznil: „Náš design je ideální pro drony nebo satelity pro pozorování Země, protože jsme se snažili, aby byly co nejkompaktnější a nejlehčí.“

Výsledky výzkumu byly publikovány v časopise Optics Express .

Zpět k tématu

VNA

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