בקרוב יהיו לטלפונים ולרחפנים מצלמות דקות כמו שערה

מדענים פיתחו עיצוב חדש של עדשות מתכת רב-שכבתיות, המבטיח ליצור דור חדש של אופטיקה ניידת זולה, קלת משקל וחזקה עבור טלפונים, רחפנים ולוויינים.

חוקרים פיתחו עיצוב עדשות מתכת רב-שכבתיות שיכול לאחד צבעים מרובים בו זמנית, ובכך לשבור את המגבלות הבסיסיות של עדשות חד-שכבתיות - צילום: אופטיקה אקספרס

במקום להסתמך על שכבה אחת בלבד של מטא-חומר, הצוות ערם שכבות מרובות, והתגבר על המגבלה הבסיסית של עדשות מתכת בהתכנסות של אורכי גל מרובים של אור בו זמנית.

השיטה המבוססת על אלגוריתמים יצרה ננו-מבנים מתוחכמים בצורת ארבעה עלים, מדחפים או ריבועים, המציעים יעילות גבוהה יותר, יכולת הרחבה ועצמאות מקיטוב אור.

"לעיצוב זה יש תכונות רבות שהופכות אותו למתאים למכשירים פרקטיים", אמר ג'ושוע ג'ורדאן, מחבר ראשי מהאוניברסיטה הלאומית האוסטרלית וממרכז המצוינות ARC למערכות מטא-אופטיות טרנספורמטיביות (TMOS). "קל לייצר אותו בשל יחס הממדים הגיאומטרי הנמוך שלו, ניתן לייצר את השכבות בנפרד ולאחר מכן להרכיב אותן, הוא אינו תלוי בקיטוב, ויש לו פוטנציאל להרחבה באמצעות טכנולוגיית מוליכים למחצה קיימת."

עדשות מתכת הן רק חלקיק מעובי של שערה אנושית, דקות פי כמה מעדשות אופטיות מסורתיות. הן יכולות ליצור אורכי מוקד שעדשות קונבנציונליות לא יכולות להשיג.

בתחילה ניסה הצוות למקד אורכי גל מרובים באמצעות שכבה אחת, אך נתקל במגבלות פיזיקליות. בבחינת מבנים רב-שכבתיים, הם השתמשו באלגוריתם אופטימיזציה הפוך כדי למצוא צורות מטא-משטח מתאימות, המבוססות על תהודה אלקטרומגנטית כפולה (תהודה הויגנס), מה שהגביר את הדיוק והקל על הייצור ההמוני.

ננו-מבנים אלה הם בגובה של כ-300 ננומטר וברוחב של כ-1,000 ננומטר, מספיק כדי ליצור מפת פאזה אופטית, המאפשרת למקד את האור בדפוסים שרירותיים. "אנחנו יכולים אפילו למקד אורכי גל שונים במיקומים שונים כדי ליצור נתב צבע", אמר יורדאן.

עם זאת, הגישה הרב-שכבתית אפשרית כיום רק עבור עד כ-5 אורכי גל, עקב הצורך להבטיח שהמבנה גדול מספיק עבור אורך הגל הארוך ביותר מבלי לגרום לדיפרקציה באורכי גל קצרים יותר.

במסגרת מגבלה זו, הצוות מאמין שעדשות מתכתיות יכולות להיות יתרון גדול עבור מערכות הדמיה ניידות. "העיצוב שלנו אידיאלי עבור רחפנים או לווייני תצפית על כדור הארץ, מכיוון שניסינו להפוך אותם לקומפקטיים וקלים ככל האפשר", אומר יורדאן.

תוצאות המחקר פורסמו בכתב העת Optics Express .

חזרה לנושא

VNA

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