Az okostelefonok és a drónok hamarosan olyan vékony kamerákkal rendelkeznek majd, mint egy hajszál.

Tudósok kifejlesztettek egy új, többrétegű fémlencse-kialakítást, amely megfizethető, könnyű és nagy teljesítményű mobil optika új generációját ígéri telefonokhoz, drónokhoz és műholdakhoz.

A kutatók egy többrétegű fémlencsét fejlesztettek ki, amely egyszerre több színt is képes fókuszálni, áttörve az egyrétegű lencsék alapvető korlátait. - Fotó: Optics Express

Ahelyett, hogy egyetlen metaanyag-rétegre támaszkodtak volna, a kutatócsoport több réteget egymásra rakott, leküzdve a fémlencsék alapvető korlátját, miszerint egyszerre több hullámhosszú fényt is fókuszálni tudnak.

Az algoritmus-alapú módszer kifinomult nanostruktúrákat hozott létre négylevelű lóhere, ventilátorlapátok vagy négyzetek formájában, amelyek nagyobb hatékonyságot, skálázhatóságot és a fénypolarizációtól való függetlenséget kínálnak.

Joshua Jordaan, az Ausztrál Nemzeti Egyetem és az ARC Metatranszformatív Optikai Kiválósági Központ (TMOS) vezető szerzője elmondta: „Ennek a kialakításnak számos olyan tulajdonsága van, amelyek jól alkalmazhatók gyakorlati eszközökben. Alacsony geometriai arányának köszönhetően könnyen gyártható, az egyes rétegek külön-külön gyárthatók, majd összeszerelhetők, polarizációfüggetlen, és a meglévő félvezető technológia segítségével skálázható.”

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

A kutatócsoport kezdetben egyetlen réteg segítségével próbált több hullámhosszra fókuszálni, de fizikai korlátokba ütközött. Többrétegű szerkezetre váltva egy inverz optimalizáló algoritmust használtak a megfelelő hiperfelület-alakok megtalálására, a 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 optikai fázistérképek létrehozásához, lehetővé téve a fény tetszőleges mintázatokba fókuszálását. „Különböző hullámhosszakat is fókuszálhatunk különböző helyekre, hogy színútválasztókat hozzunk létre” – mondta Jordaan.

A többrétegű megközelítés azonban jelenleg csak maximum körülbelül 5 hullámhosszon valósítható meg, mivel ehhez biztosítani kell, hogy a szerkezet elég nagy legyen a leghosszabb hullámhosszhoz anélkül, hogy rövidebb hullámhosszakon diffrakciót okozna.

A kutatócsoport úgy véli, hogy ezen a területen a fémlencsék jelentős előnyöket kínálnak majd a mobil képalkotó rendszerek számára. Jordaan hangsúlyozta: „A konstrukciónk ideális drónokhoz vagy Föld-megfigyelő műholdakhoz, mivel arra törekedtünk, hogy a lehető legkompaktabbak és legkönnyebbek legyenek.”

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