Вскоре смартфоны и дроны будут оснащены камерами толщиной с волос.

Ученые разработали новую многослойную конструкцию металлических линз, которая обещает создать новое поколение доступной, легкой и мощной мобильной оптики для телефонов, дронов и спутников.

Исследователи разработали многослойную металлическую линзу, способную одновременно фокусировать несколько цветов, преодолевая фундаментальные ограничения однослойных линз. - Фото: Optics Express

Вместо того чтобы полагаться на один слой метаматериала, исследовательская группа создала многослойную структуру, преодолев фундаментальное ограничение металлических линз в одновременной фокусировке нескольких длин волн света.

Алгоритмический метод позволил создать сложные наноструктуры в форме четырехлистного клевера, лопастей веера или квадратов, обеспечивающие более высокую эффективность, масштабируемость и независимость от поляризации света.

Джошуа Джордан, ведущий автор исследования из Австралийского национального университета и Центра передового опыта ARC в области метатрансформационной оптики (TMOS), сказал: «Эта конструкция обладает многими характеристиками, которые хорошо подходят для практических устройств. Она проста в изготовлении благодаря низкому геометрическому соотношению, отдельные слои могут быть изготовлены отдельно, а затем собраны, она не зависит от поляризации и имеет потенциал для масштабирования с использованием существующих полупроводниковых технологий».

Металлические линзы имеют толщину лишь в ничтожную долю толщины человеческого волоса, что во много раз меньше толщины традиционных оптических линз. Они позволяют получать фокусные расстояния, недостижимые для обычных линз.

Первоначально исследовательская группа пыталась сфокусировать несколько длин волн, используя один слой, но столкнулась с физическими ограничениями. Перейдя к многослойной структуре, они использовали алгоритм обратной оптимизации для поиска подходящих форм гиперповерхностей на основе двойного электромагнитного резонанса (резонанса Гюйгенса), что повысило точность и упростило массовое производство.

Эти наноструктуры имеют высоту около 300 нанометров и ширину 1000 нанометров, чего достаточно для создания оптических фазовых карт, позволяющих фокусировать свет в произвольные узоры. «Мы даже можем фокусировать разные длины волн в разных местах для создания цветовых маршрутизаторов», — сказал Джордан.

Однако многослойный подход в настоящее время осуществим лишь для максимум примерно 5 длин волн, поскольку требует обеспечения достаточного размера структуры для самой длинной волны без возникновения дифракции на более коротких длинах волн.

В рамках этого направления исследовательская группа считает, что металлические линзы обеспечат значительные преимущества мобильным системам визуализации. Джордан подчеркнул: «Наша конструкция идеально подходит для дронов или спутников наблюдения Земли, поскольку мы стремились сделать их максимально компактными и легкими».

Результаты исследования были опубликованы в журнале Optics Express .

Вернемся к теме.

ВНА

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