Metalowe Soczewki

Opublikowany dnia: 2020-01-26
Przeczytano: 789
Autor: Barbarella
Opublikowany w kategorii: Nowości technologiczne

Cienkie, płaskie metalowe soczewki

mogą zastąpić nieporęczne szkło do manipulowania światłem.

W miarę jak telefony, komputery i inne urządzenia elektroniczne stawały się coraz mniejsze, ich elementy optyczne uparcie nie chciały się kurczyć.

W szczególności, trudno jest wykonać malutkie soczewki przy użyciu tradycyjnych technik wycinania i wyginania szkła, a elementy w szklanej soczewce często muszą być ułożone w stosy, aby właściwie skupić światło. Inżynierowie odkryli ostatnio, że wiele z fizyki kryje się za dużo mniejszymi, lżejszymi alternatywami, znanymi jako metalowe soczewki.

Soczewki te mogą pozwolić na

większą miniaturyzację mikroskopów i innych narzędzi laboratoryjnych,

a także produktów konsumenckich, takich jak aparaty fotograficzne, zestawy słuchawkowe do wirtualnej rzeczywistości i czujniki optyczne do obsługi przedmiotów.

Soczewka metalowa składa się z płaskiej powierzchni, cieńszej od mikrona, pokrytej szeregiem obiektów nanoskalowych. Gdy światło padające na te elementy uderza w nie, zmienia się wiele jego właściwości, w tym jego polaryzacja, natężenie, faza i kierunek rozchodzenia się.

Badacze mogą precyzyjnie pozycjonować obiekty w nanoskali, aby zapewnić, że światło wychodzące z soczewek ma wybrane właściwości. Co więcej, soczewki są tak cienkie, że kilka z nich może przylegać do siebie bez znacznego zwiększenia rozmiaru.

Naukowcy zaprezentowali urządzenia optyczne, takie jak spektrometry i polarymetry wykonane ze stosów tych płaskich powierzchni.

W zeszłym roku naukowcy rozwiązali problem zwany aberracją chromatyczną. Gdy białe światło przechodzi przez typową soczewkę, promienie o różnych długościach fal odchylają się pod różnymi kątami, a zatem ogniskują się w różnych odległościach od soczewki; aby naprawić ten efekt, dziś inżynierowie muszą nakładać soczewki w drobiazgowy sposób.

Teraz pojedyncza soczewka może skupić wszystkie długości fal białego światła w tym samym miejscu. Oprócz tworzenia tego „achromatycznego” metalu, naukowcy opracowali metalowe soczewki, które korygują inne aberracje, takie jak astygmatyzm, powodujący zniekształcenie obrazu i rozmycie.

Na razie jednak wydatki są nadal wysokie, ponieważ trudno jest precyzyjnie umieścić elementy nanoskalowe na układzie scalonym w skali centymetrowej. Inne ograniczenia również wymagają uwzględnienia. Do tej pory metalowe soczewki nie przepuszczają światła tak skutecznie, jak tradycyjne soczewki, co ma istotne znaczenie w takich zastosowaniach, jak obrazowanie pełnokolorowe.

Ponadto są one zbyt małe, aby uchwycić dużą ilość światła, co oznacza, że przynajmniej na razie nie nadają się do robienia wysokiej jakości zdjęć.