Smarttelefoner og droner vil snart ha kameraer så tynne som et hårstrå.

Forskere har utviklet en ny flerlags metalllinsedesign som lover å skape en ny generasjon rimelig, lett og kraftig mobiloptikk for telefoner, droner og satellitter.

Forskere har utviklet en flerlags metalllinsedesign som kan fokusere flere farger samtidig, og dermed bryte de grunnleggende begrensningene til enkeltlagslinser. – Foto: Optics Express

I stedet for å stole på et enkelt lag med metamateriale, stablet forskerteamet flere lag, og overvant dermed den grunnleggende begrensningen metalllinser har når det gjelder å fokusere flere bølgelengder av lys samtidig.

Den algoritmebaserte metoden har skapt sofistikerte nanostrukturer i form av firkløvere, vifteblader eller firkanter, noe som gir høyere effektivitet, skalerbarhet og uavhengighet fra lyspolarisering.

Joshua Jordaan, hovedforfatter fra Australian National University og ARC Centre of Excellence for Metatransformative Optics (TMOS), sa: «Denne designen har mange egenskaper som er godt egnet for praktiske enheter. Den er enkel å fremstille takket være det lave geometriske forholdet, individuelle lag kan produseres separat og deretter settes sammen, den er polarisasjonsuavhengig, og den har potensial for skalerbarhet ved bruk av eksisterende halvlederteknologi.»

Metalllinser er bare en brøkdel av tykkelsen på et menneskehår, mange ganger tynnere enn tradisjonelle optiske linser. De kan produsere brennvidder som konvensjonelle linser ikke kan oppnå.

I utgangspunktet forsøkte forskerteamet å fokusere flere bølgelengder ved hjelp av et enkelt lag, men møtte på fysiske begrensninger. De byttet til en flerlagsstruktur og brukte en invers optimaliseringsalgoritme for å finne passende hyperoverflateformer, basert på dobbel elektromagnetisk resonans (Huygens-resonans), noe som økte nøyaktigheten og muliggjorde masseproduksjon.

Disse nanostrukturene er omtrent 300 nanometer høye og 1000 nanometer brede, nok til å lage optiske fasekart, slik at lys kan fokuseres i vilkårlige mønstre. «Vi kan til og med fokusere forskjellige bølgelengder på forskjellige steder for å lage fargerutere», sa Jordaan.

Flerlagsmetoden er imidlertid for øyeblikket bare mulig for maksimalt omtrent 5 bølgelengder, da det krever at strukturen er stor nok for den lengste bølgelengden uten å forårsake diffraksjon ved kortere bølgelengder.

Innenfor dette omfanget mener forskerteamet at metalllinser vil gi betydelige fordeler for mobile bildesystemer. Jordaan understreket: «Designet vårt er ideelt for droner eller jordobservasjonssatellitter, ettersom vi har forsøkt å gjøre dem så kompakte og lette som mulig.»

Forskningsresultatene ble publisert i tidsskriftet Optics Express .

Tilbake til emnet

VNA

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