Τα τηλέφωνα και τα drones σύντομα θα έχουν κάμερες τόσο λεπτές όσο μια τρίχα

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

Ερευνητές ανέπτυξαν έναν σχεδιασμό μεταλλικού φακού πολλαπλών στρώσεων που μπορεί να συγκλίνει πολλά χρώματα ταυτόχρονα, σπάζοντας τους θεμελιώδεις περιορισμούς των φακών μίας στρώσης - Φωτογραφία: Optics Express

Αντί να βασίζεται σε ένα μόνο στρώμα μεταϋλικού, η ομάδα στοίβαξε πολλαπλά στρώματα, ξεπερνώντας τον θεμελιώδη περιορισμό των μεταλλικών φακών στη σύγκλιση πολλαπλών μηκών κύματος φωτός ταυτόχρονα.

Η μέθοδος που βασίζεται σε αλγόριθμους έχει δημιουργήσει εξελιγμένες νανοδομές σε σχήμα τεσσάρων φύλλων, ελίκων ή τετραγώνων, οι οποίες προσφέρουν υψηλότερη απόδοση, επεκτασιμότητα και ανεξαρτησία από την πόλωση του φωτός.

«Αυτός ο σχεδιασμός έχει πολλά χαρακτηριστικά που τον καθιστούν κατάλληλο για πρακτικές συσκευές», δήλωσε ο Joshua Jordaan, επικεφαλής συγγραφέας από το Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας και το Κέντρο Αριστείας ARC για Μετασχηματισμένα Μετα-Οπτικά Συστήματα (TMOS). «Είναι εύκολο να κατασκευαστεί λόγω της χαμηλής γεωμετρικής αναλογίας διαστάσεων, τα στρώματα μπορούν να κατασκευαστούν ξεχωριστά και στη συνέχεια να συναρμολογηθούν, είναι ανεξάρτητο από την πόλωση και έχει τη δυνατότητα να κλιμακωθεί 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 δημιουργήσουν εστιακά μήκη που οι συμβατικοί φακοί δεν μπορούν να επιτύχουν.

Αρχικά, η ομάδα προσπάθησε να εστιάσει πολλαπλά μήκη κύματος χρησιμοποιώντας ένα μόνο στρώμα, αλλά αντιμετώπισε φυσικούς περιορισμούς. Στρεφόμενη σε πολυστρωματικές δομές, χρησιμοποίησε έναν αντίστροφο αλγόριθμο βελτιστοποίησης για να βρει κατάλληλα σχήματα μεταεπιφάνειας, 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 έναν οπτικό χάρτη φάσης, επιτρέποντας στο φως να εστιάζεται σε αυθαίρετα μοτίβα. «Μπορούμε ακόμη και να εστιάσουμε διαφορετικά μήκη κύματος σε διαφορετικές τοποθεσίες για να δημιουργήσουμε έναν δρομολογητή χρωμάτων», δήλωσε ο Jordaan.

Ωστόσο, η πολυστρωματική προσέγγιση είναι προς το παρόν εφικτή μόνο για έως και 5 μήκη κύματος, λόγω της ανάγκης να διασφαλιστεί ότι η δομή είναι αρκετά μεγάλη για το μεγαλύτερο μήκος κύματος χωρίς να προκαλείται περίθλαση σε μικρότερα μήκη κύματος.

Εντός αυτού του ορίου, η ομάδα πιστεύει ότι οι μεταλλικοί φακοί θα μπορούσαν να αποτελέσουν μεγάλο πλεονέκτημα για τα κινητά συστήματα απεικόνισης. «Ο σχεδιασμός μας είναι ιδανικός για drones ή δορυφόρους παρατήρησης της Γης, καθώς προσπαθήσαμε να τα κάνουμε όσο το δυνατόν πιο συμπαγή και ελαφριά», λέει ο Jordaan.

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