Τα smartphones και τα drones σύντομα θα έχουν κάμερες τόσο λεπτές όσο μια τούφα μαλλιών.

Επιστήμονες ανέπτυξαν ένα νέο σχεδιασμό πολυστρωματικού μεταλλικού φακού που υπόσχεται να δημιουργήσει μια νέα γενιά οικονομικά προσιτών, ελαφριών και ισχυρών οπτικών συστημάτων για κινητά τηλέφωνα, drones και δορυφόρους.

Ερευνητές ανέπτυξαν έναν σχεδιασμό πολυστρωματικού μεταλλικού φακού που μπορεί να εστιάζει πολλά χρώματα ταυτόχρονα, σπάζοντας τους θεμελιώδεις περιορισμούς των μονοστρωματικών φακών. - Φωτογραφία: Optics Express

Αντί να βασίζεται σε ένα μόνο στρώμα μεταϋλικού, η ερευνητική ομάδα στοίβαξε πολλαπλά στρώματα, ξεπερνώντας τον θεμελιώδη περιορισμό των μεταλλικών φακών στην ταυτόχρονη εστίαση πολλαπλών μηκών κύματος φωτός.

Η μέθοδος που βασίζεται σε αλγόριθμους έχει δημιουργήσει εξελιγμένες νανοδομές σε σχήμα τετράφυλλου τριφυλλιού, πτερυγίων ανεμιστήρα ή τετραγώνων, προσφέροντας υψηλότερη απόδοση, επεκτασιμότητα και ανεξαρτησία από την πόλωση του φωτός.

Ο Joshua Jordaan, επικεφαλής συγγραφέας από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας και το Κέντρο Αριστείας ARC για Μεταμετασχηματιστική Οπτική (TMOS), δήλωσε: «Αυτός ο σχεδιασμός έχει πολλά χαρακτηριστικά που είναι κατάλληλα για πρακτικές συσκευές. Είναι εύκολο να κατασκευαστεί χάρη στη χαμηλή γεωμετρική του αναλογία, τα μεμονωμένα στρώματα μπορούν να κατασκευαστούν ξεχωριστά και στη συνέχεια να συναρμολογηθούν, είναι ανεξάρτητο από την πόλωση και έχει τη δυνατότητα κλιμάκωσης χρησιμοποιώντας την υπάρχουσα τεχνολογία ημιαγωγών».

Οι μεταλλικοί φακοί έχουν πάχος μόνο ένα κλάσμα του πάχους μιας ανθρώπινης τρίχας, πολλές φορές λεπτότεροι από τους παραδοσιακούς οπτικούς φακούς. Μπορούν να παράγουν εστιακά μήκη που οι συμβατικοί φακοί δεν μπορούν να επιτύχουν.

Αρχικά, η ερευνητική ομάδα προσπάθησε να εστιάσει πολλαπλά μήκη κύματος χρησιμοποιώντας ένα μόνο στρώμα, αλλά αντιμετώπισε φυσικούς περιορισμούς. Μεταβαίνοντας σε μια πολυστρωματική δομή, χρησιμοποίησαν έναν αντίστροφο αλγόριθμο βελτιστοποίησης για να βρουν κατάλληλα σχήματα υπερεπιφάνειας, βασισμένο σε διπλό ηλεκτρομαγνητικό συντονισμό (συντονισμός Huygens), ο οποίος αύξησε την ακρίβεια και διευκόλυνε τη μαζική παραγωγή.

Αυτές οι νανοδομές έχουν ύψος περίπου 300 νανόμετρα και πλάτος 1.000 νανόμετρα, αρκετά για να δημιουργήσουν οπτικούς χάρτες φάσης, επιτρέποντας στο φως να εστιάζεται σε αυθαίρετα μοτίβα. «Μπορούμε ακόμη και να εστιάσουμε διαφορετικά μήκη κύματος σε διαφορετικές τοποθεσίες για να δημιουργήσουμε δρομολογητές χρωμάτων», δήλωσε ο Jordaan.

Ωστόσο, η πολυστρωματική προσέγγιση είναι προς το παρόν εφικτή μόνο για μέγιστο μήκος κύματος περίπου 5, καθώς απαιτεί να διασφαλιστεί ότι η δομή είναι αρκετά μεγάλη για το μεγαλύτερο μήκος κύματος χωρίς να προκαλείται περίθλαση σε μικρότερα μήκη κύματος.

Στο πλαίσιο αυτό, η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι οι μεταλλικοί φακοί θα προσφέρουν σημαντικά οφέλη στα κινητά συστήματα απεικόνισης. Ο Jordaan τόνισε: «Ο σχεδιασμός μας είναι ιδανικός για drones ή δορυφόρους παρατήρησης της Γης, καθώς έχουμε προσπαθήσει να τα κάνουμε όσο το δυνατόν πιο συμπαγή και ελαφριά».

Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Optics Express .

Επιστροφή στο θέμα

ΒΝΑ

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