Rewolucja w dziedzinie optyki: Flat Lens

Anonim

Amerykański twórcy uważają, że płaskie soczewki wykonane z dwutlenku tytanu pigmentu osadzonego na cienkim podłożu szklanym może być prawdziwe rewolucja w optyce.

Obiektyw, którego średnica wynosi tylko 2 mm, a grubość mniejszą niż ludzki włos, jest mały przyrząd, który może przedłużyć różne nanoobiektów, a koncentrując się na nich jest znacznie jaśniejsze niż w przypadku soczewek Ulubione mikroskopy naukowe. Jest to kolejny, najnowszy przykład Metamateriały szans, ze względu na ich właściwości naturalnej struktury.

„Wierzę, że ta technologia będzie prawdziwym punktem zwrotnym” - mówi Federico Capasso (Federico Capasso), profesor Harvard University i autor nowego rodzaju soczewki, opublikowane w czasopiśmie Science.

Soczewki te nie wyglądają jak zakrzywionych płyt szklanych, które posiadają wiedzę na temat obiektywów kamer i lornetek. Są one wykonane na innej zasadzie. Materiał do nich jest cienka warstwa przezroczystego kwarcu pokryte milionami maleńkich wstrząsami, wielkości zaledwie kilkudziesięciu nanometrów do kilkuset nanometrów szerokości i wysokości.

Każdy z osobna kolumnie silnie oddziałuje światłem. Wzięte razem, kolumny, takie jak „wyciąć” przechodząc przez nich wiązki światła i odświeża ją. Znaleźć dokładny wzór według którego do reprodukowania efekt ogniskowania utworzony konwencjonalnymi obiektywami, włącz symulacje komputerowe.

Według profesora Capasso, główną zaletą tych „metalinz” polega na tym, że są one pozbawione aberracji, czyli nie pozwalają zniekształcenia nieodłączne w tradycyjnych soczewek szklanych.

„Jeśli porównać jakość zdjęć, zdjęcia zrobione przez naszych soczewek zrobić lepiej niż te, które zostały zrobione z obiektywem z obiektywem konwencjonalnej. Myślę, że to nie jest przesadą stwierdzenie, że możemy mieć do czynienia z nowym potencjalnym rewolucji w optyce ”.

Na testy porównawcze zostały wybrane najlepsze soczewki ze wszystkich dostępnych, stosowanych w mikroskopów badawczych. Ich zadaniem jest zapewnienie maksymalnego zwiększenia limitu. Badania wykazały, że ostrość obrazu uzyskanego przez soczewkę płaską, 30% więcej niż w przypadku konwencjonalnych szkieł. Oznacza to, że mikroskop z obiektywem płaskiej będzie znacznie bardziej skuteczna niż wszystkie obecnie istniejące mikroskopów optycznych.

Jednak technologia ta może być wywołana rewolucyjny z innego powodu.

„Proces produkcji, które są dokonywane przez konwencjonalnych soczewek optycznych, ma swoje korzenie w 19 wieku” - mówi prof Capasso. - „Nasze soczewki są płaskie, mogą być wykonane niemal ten sam sprzęt, który jest używany do produkcji chipów komputerowych. ”

Masowa produkcja - jest kluczowym czynnikiem wpływającym na obniżenie kosztów produkcji. Płaskie soczewki mogą być również niedrogie jeśli ustalenie masową produkcję do użytku, takich jak aparaty telefonii komórkowej. Uwalniają wszystkie inne niezbędne komponenty są dobrze prowadzone. Według profesora Capasso, dodać do niej produkcję nowego rodzaju soczewki - naturalne rozwiązanie.

Istnieje wiele innych potencjalnych zastosowań soczewek płaskich. Może być wyspecjalizowane aparaty do kontroli jakości w zakładach przemysłowych i lekkich optyki dla okularów i wyświetlacz zamontowany głowy, a nawet soczewek kontaktowych. „Możemy uczynić nasze soczewki na podstawie materiałów miękkich” - zapewnił dziennikarzy capasso z BBC.

Prototypy soczewka ma średnicę 2 mm, tylko dlatego, że stały się one nie są już możliwe ze względu na ograniczenia techniczne urządzeń zainstalowanych na Uniwersytecie Harvarda. W zasadzie, wielkość płaskiej soczewki może być absolutnie wszystko.

Występ płaskich soczewek zależy od lokalizacji i układ kolumn. Bary same są wykonane z dwutlenku tytanu, znanych związków stosowanych jako wybielacz. Tytan jest przezroczysty i jest w stanie załamują światło. Ponadto, należy do kategorii tanich produktów.

Zespół badawczy rozpoczął pracę z krzemu, który sprawdził się w warunkach stosowania promieniowania podczerwonego. Można użyć innych materiałów, aby dostać soczewki, które współpracują z promieni ultrafioletowych.

Właściwości szkła płaskie, takie jak, na przykład, ogniskowa może być zmieniana poprzez zmianę rozmiaru, położenia i orientacji częstotliwości barów w stosunku do wiązki światła. Dokładny układ kolumn, które dają pożądany wynik w konwersji wiązki światła może być obliczany przez komputer.

Prace naukowców trwa. Teraz są one zaangażowane w poprawę i udoskonalenie swoich pierwszych prototypów.

Otwórz konto do akcji spółek high-tech handlu.