Исследователи разработали многослойную металлическую линзу, способную одновременно преобразовывать несколько цветов, преодолевая фундаментальные ограничения однослойных линз. Фото: Optics Express
Вместо того чтобы полагаться только на один слой метаматериала, команда наложила несколько слоев, преодолев фундаментальное ограничение металлических линз, заключающееся в одновременном сведении нескольких длин волн света.
Метод на основе алгоритма позволил создать сложные наноструктуры в форме четырех листьев, пропеллеров или квадратов, которые обеспечивают более высокую эффективность, масштабируемость и независимость от поляризации света.
«Эта конструкция обладает множеством особенностей, делающих её пригодной для практических устройств», — сказал Джошуа Джордан, ведущий автор из Австралийского национального университета и Центра передового опыта ARC по преобразующим метаоптическим системам (TMOS). «Благодаря низкому геометрическому соотношению сторон её легко изготавливать, слои можно изготавливать отдельно, а затем собирать, она независима от поляризации и имеет потенциал для масштабирования с использованием существующих полупроводниковых технологий».
Металлические линзы по толщине составляют лишь малую часть человеческого волоса, во много раз тоньше традиционных оптических линз. Они позволяют создавать фокусные расстояния, недоступные обычным линзам.
Первоначально команда пыталась сфокусировать несколько длин волн, используя один слой, но столкнулась с физическими ограничениями. Переходя к многослойным структурам, они использовали алгоритм обратной оптимизации для поиска подходящих форм метаповерхностей, основанный на двойном электромагнитном резонансе (резонансе Гюйгенса), что повысило точность и упростило массовое производство.
Эти наноструктуры имеют высоту около 300 нанометров и ширину 1000 нанометров, что достаточно для создания оптической фазовой карты, позволяющей фокусировать свет в произвольные узоры. «Мы даже можем фокусировать волны разных длин в разных местах, создавая цветовой маршрутизатор», — сказал Йордан.
Однако многослойный подход в настоящее время осуществим только для длин волн до 5, поскольку необходимо обеспечить, чтобы структура была достаточно большой для самой длинной волны, не вызывая при этом дифракции на более коротких длинах волн.
Команда считает, что в этом случае металлические линзы могут стать настоящим спасением для мобильных систем визуализации. «Наша конструкция идеально подходит для дронов и спутников наблюдения Земли, поскольку мы постарались сделать их максимально компактными и лёгкими», — говорит Йордан.
Результаты исследования опубликованы в журнале Optics Express .
Источник: https://tuoitre.vn/dien-thoai-drone-sap-co-camera-mong-nhu-soi-toc-2025092508534341.htm
Комментарий (0)