A telefonok és drónok hamarosan hajszálvékony kamerákkal lesznek felszerelve.

Tudósok kifejlesztettek egy új, többrétegű fémlencse-kialakítást, amely egy új generációs olcsó, könnyű és nagy teljesítményű hordozható optikát ígér telefonokhoz, drónokhoz és műholdakhoz.

A kutatók kifejlesztettek egy többrétegű fémlencsét, amely egyszerre több színt képes konvergálni, áttörve az egyrétegű lencsék alapvető korlátait - Fotó: Optics Express

Ahelyett, hogy egyetlen metaanyag rétegre támaszkodtak volna, a csapat több réteget rakott egymásra, leküzdve a fémlencsék alapvető korlátját a fény több hullámhosszának egyidejű konvergálásában.

Az algoritmus-alapú módszer kifinomult nanostruktúrákat hozott létre négy levél, propeller vagy négyzet formájában, amelyek nagyobb hatékonyságot, skálázhatóságot és a fénypolarizációtól való függetlenséget kínálnak.

„Ennek a kialakításnak számos olyan tulajdonsága van, amelyek alkalmassá teszik a gyakorlati eszközökhöz” – mondta Joshua Jordaan, a tanulmány vezető szerzője az Ausztrál Nemzeti Egyetemről és az ARC Transzformációs Metaoptikai Rendszerek Kiválósági Központjából (TMOS). „Alacsony geometriai oldalarányának köszönhetően könnyen gyártható, a rétegek külön-külön is elkészíthetők, majd összeszerelhetők, polarizációfüggetlen, és a meglévő félvezető technológia segítségével skálázható.”

A fémlencsék vastagsága az emberi hajszál töredéke, sokszor vékonyabbak a hagyományos optikai lencséknél. Olyan fókusztávolságokat tudnak létrehozni, amelyeket a hagyományos lencsék nem tudnak elérni.

A csapat kezdetben egyetlen réteg segítségével próbált több hullámhosszt fókuszálni, de fizikai korlátokba ütközött. Többrétegű szerkezetekre térve inverz optimalizálási algoritmust használtak a megfelelő metafelület-alakok megtalálására, kettős elektromágneses rezonancia (Huygens-rezonancia) alapján, ami növelte a pontosságot és megkönnyítette a tömeggyártást.

Ezek a nanostruktúrák körülbelül 300 nanométer magasak és 1000 nanométer szélesek, ami elegendő egy optikai fázistérkép létrehozásához, lehetővé téve a fény tetszőleges mintázatokba fókuszálását. „Akár különböző hullámhosszakat is fókuszálhatunk különböző helyekre, hogy színes útválasztót hozzunk létre” – mondta Jordaan.

A többrétegű megközelítés azonban jelenleg csak körülbelül 5 hullámhosszig megvalósítható, mivel biztosítani kell, hogy a szerkezet elég nagy legyen a leghosszabb hullámhosszhoz anélkül, hogy rövidebb hullámhosszakon diffrakciót okozna.

A csapat úgy véli, hogy ezen a határon belül a fémlencsék nagy előnyt jelenthetnek a mobil képalkotó rendszerek számára. „A konstrukciónk ideális drónokhoz vagy Föld-megfigyelő műholdakhoz, mivel igyekeztünk őket a lehető legkompaktabbá és legkönnyebbé tenni” – mondja Jordaan.

A kutatás eredményeit az Optics Express folyóiratban tették közzé.

Vissza a témához

VNA

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