تلفن‌ها و پهپادها به زودی دوربین‌هایی به نازکی مو خواهند داشت

دانشمندان طراحی جدیدی از لنزهای فلزی چندلایه ارائه داده‌اند که نویدبخش نسل جدیدی از اپتیک‌های قابل حمل ارزان، سبک و قدرتمند برای تلفن‌ها، پهپادها و ماهواره‌ها است.

محققان یک طراحی لنز فلزی چند لایه توسعه داده‌اند که می‌تواند چندین رنگ را به طور همزمان همگرا کند و محدودیت‌های اساسی لنزهای تک لایه را بشکند - عکس: Optics Express

این تیم به جای تکیه بر تنها یک لایه متاماده، چندین لایه را روی هم قرار داد و بر محدودیت اساسی لنزهای فلزی در همگرایی چندین طول موج نور به طور همزمان غلبه کرد.

این روش مبتنی بر الگوریتم، نانوساختارهای پیچیده‌ای را به شکل چهار برگ، پروانه یا مربع ایجاد کرده است که راندمان بالاتر، مقیاس‌پذیری و استقلال از قطبش نور را ارائه می‌دهند.

جاشوا جوردان، نویسنده اصلی از دانشگاه ملی استرالیا و مرکز عالی ARC برای سیستم‌های متا-اپتیکی تبدیلی (TMOS)، گفت: «این طرح ویژگی‌های بسیاری دارد که آن را برای دستگاه‌های کاربردی مناسب می‌کند. به دلیل نسبت ابعاد هندسی پایین، ساخت آن آسان است، لایه‌ها را می‌توان جداگانه ساخت و سپس مونتاژ کرد، مستقل از قطبش است و پتانسیل افزایش مقیاس با استفاده از فناوری نیمه‌هادی موجود را دارد.»

لنزهای فلزی تنها کسری از ضخامت موی انسان هستند، چندین برابر نازک‌تر از لنزهای اپتیکی سنتی. آن‌ها می‌توانند فواصل کانونی ایجاد کنند که لنزهای معمولی نمی‌توانند به آن دست یابند.

این تیم در ابتدا سعی کرد با استفاده از یک لایه، طول موج‌های چندگانه را متمرکز کند، اما با محدودیت‌های فیزیکی مواجه شد. با روی آوردن به ساختارهای چندلایه، آنها از یک الگوریتم بهینه‌سازی معکوس برای یافتن شکل‌های مناسب فراسطح، بر اساس رزونانس الکترومغناطیسی دوگانه (رزونانس هویگنس) استفاده کردند که دقت را افزایش داده و تولید انبوه را آسان‌تر می‌کرد.

این نانوساختارها حدود ۳۰۰ نانومتر ارتفاع و ۱۰۰۰ نانومتر عرض دارند که برای ایجاد یک نقشه فاز نوری کافی است و به نور اجازه می‌دهد تا در الگوهای دلخواه متمرکز شود. جوردان گفت: «ما حتی می‌توانیم طول موج‌های مختلف را در مکان‌های مختلف متمرکز کنیم تا یک روتر رنگی ایجاد کنیم.»

با این حال، رویکرد چندلایه در حال حاضر فقط برای حدود ۵ طول موج امکان‌پذیر است، زیرا باید اطمینان حاصل شود که ساختار برای بلندترین طول موج به اندازه کافی بزرگ است، بدون اینکه باعث پراش در طول موج‌های کوتاه‌تر شود.

در این محدوده، تیم معتقد است که لنزهای فلزی می‌توانند مزیت بزرگی برای سیستم‌های تصویربرداری سیار باشند. جوردان می‌گوید: «طراحی ما برای پهپادها یا ماهواره‌های رصد زمین ایده‌آل است، زیرا سعی کرده‌ایم آنها را تا حد امکان جمع‌وجور و سبک بسازیم.»

نتایج این تحقیق در مجله Optics Express منتشر شده است.

بازگشت به موضوع

وی ان ای

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