Telefony a drony budou brzy mít kamery tenké jako vlas

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

Výzkumníci vyvinuli vícevrstvý kovový design čočky, který dokáže sbíhat více barev najednou, a tím boří základní omezení jednovrstvých čoček - Foto: Optics Express

Místo spoléhání se pouze na jednu vrstvu metamateriálu tým naskládal více vrstev, čímž překonal základní omezení kovových čoček v konvergenci více vlnových délek světla najednou.

Metoda založená na algoritmu vytvořila sofistikované nanostruktury ve tvaru čtyř listů, vrtulí nebo čtverců, které nabízejí vyšší účinnost, škálovatelnost a nezávislost na polarizaci světla.

„Tento design má mnoho vlastností, které ho činí vhodným pro praktická zařízení,“ řekl Joshua Jordaan, hlavní autor z Australské národní univerzity a Centra excelence pro transformační metaoptické systémy (TMOS) ARC. „Je snadno vyrobitelný díky nízkému geometrickému poměru stran, vrstvy lze vyrobit samostatně a poté sestavit, je nezávislý na polarizaci a má potenciál být zvětšen pomocí 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.

Tým se zpočátku pokusil zaostřit více vlnových délek pomocí jediné vrstvy, ale narazil na fyzikální omezení. U vícevrstvých struktur použili inverzní optimalizační algoritmus k nalezení vhodných tvarů metasvrchů, 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 optické fázové mapy, která umožňuje zaostřování světla do libovolných vzorů. „Můžeme dokonce zaostřit různé vlnové délky na různá místa a vytvořit tak barevný router,“ řekl Jordaan.

Vícevrstvý přístup je však v současnosti proveditelný pouze pro přibližně 5 vlnových délek, a to z důvodu potřeby zajistit, aby struktura byla dostatečně velká pro nejdelší vlnovou délku, aniž by způsobovala difrakci na kratších vlnových délkách.

V rámci tohoto limitu by tým mohly být kovové čočky velkým přínosem pro mobilní zobrazovací systémy. „Náš design je ideální pro drony nebo satelity pro pozorování Země, protože jsme se snažili, aby byly co nejkompaktnější a nejlehčí,“ říká Jordaan.

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