گوشی‌های هوشمند و پهپادها به زودی دوربین‌هایی به نازکی یک تار مو خواهند داشت.

دانشمندان طراحی جدیدی از لنزهای فلزی چندلایه ارائه داده‌اند که نویدبخش نسل جدیدی از اپتیک‌های موبایل مقرون‌به‌صرفه، 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 متمرکز کند و محدودیت‌های اساسی لنزهای تک لایه را بشکند. - عکس: Optics Express

تیم تحقیقاتی به جای تکیه بر یک لایه متاماده، چندین لایه را روی هم قرار دادند و بر محدودیت اساسی لنزهای فلزی در متمرکز کردن همزمان چندین طول موج نور غلبه کردند.

این روش مبتنی بر الگوریتم، نانوساختارهای پیچیده‌ای را به شکل شبدر چهاربرگ، پره‌های پنکه یا مربع ایجاد کرده است که راندمان بالاتر، مقیاس‌پذیری و استقلال از قطبش نور را ارائه می‌دهد.

جاشوا جوردان، نویسنده اصلی از دانشگاه ملی استرالیا و مرکز عالی ARC برای اپتیک فراتبدیلی (TMOS)، گفت: «این طرح ویژگی‌های بسیاری دارد که برای دستگاه‌های کاربردی مناسب است. به لطف نسبت هندسی پایین، ساخت آن آسان است، لایه‌های منفرد را می‌توان جداگانه تولید و سپس مونتاژ کرد، مستقل از قطبش است و پتانسیل مقیاس‌پذیری 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.

در ابتدا، تیم تحقیقاتی تلاش کرد تا با استفاده از یک لایه، طول موج‌های چندگانه را متمرکز کند، اما با محدودیت‌های فیزیکی مواجه شد. با تغییر به ساختار چندلایه، آنها از یک الگوریتم بهینه‌سازی معکوس برای یافتن اشکال مناسب ابرسطح، بر اساس رزونانس الکترومغناطیسی دوگانه (رزونانس هویگنس) استفاده کردند که دقت را افزایش داده و تولید انبوه را تسهیل می‌کرد.

این نانوساختارها حدود ۳۰۰ نانومتر ارتفاع و ۱۰۰۰ نانومتر عرض دارند که برای ایجاد نقشه‌های 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 روترهای رنگی ایجاد کنیم.»

با این حال، رویکرد چندلایه در حال حاضر فقط برای حداکثر حدود ۵ طول موج امکان‌پذیر است، زیرا مستلزم اطمینان از بزرگ بودن ساختار برای بلندترین طول موج بدون ایجاد پراش در طول موج‌های کوتاه‌تر است.

در این محدوده، تیم تحقیقاتی معتقد است که لنزهای فلزی مزایای قابل توجهی برای سیستم‌های تصویربرداری سیار ارائه خواهند داد. جوردان تأکید کرد: «طراحی ما برای پهپادها یا ماهواره‌های رصد زمین ایده‌آل است، زیرا ما تلاش کرده‌ایم تا آنها را تا حد امکان جمع و جور و سبک بسازیم.»

نتایج این تحقیق در مجله Optics Express منتشر شده است.

برگردیم به موضوع

وی ان ای

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