Hamarosan gyártani kezdenek egy új csúcstehnológiájú lencsét, az úgynevezett "metalencsét" a Nature Nanotechnology folyóiratban megjelent kutatás szerint. (1)
A metalencse egy sima felület, amely rendkívül apró nanostruktúrákat használ a fény fókuszálásához, ami a tudományos weboldal szerint "örökre megváltoztathatja az optikát", és elavulttá teszi a hagyományos, ívelt lencsék használatát.
Ez azt jelenti, hogy a technológia lehetővé tenné, hogy a kamerák hihetetlenül kicsinyekké válhassanak, esetleg olyan aprókká, hogy szabad szemmel is alig lehetne őket látni.
Ezek az ultrakompakt lencsék mostanáig nem rendelkeztek azzal a képességgel, hogy a fény széles, valódi spektrumát fókuszálják. A kutatók azonban kifejlesztettek egy olyan metalencsét, amely képes a látható fény teljes spektrumának koncentrálni. A múltban több objektívre volt szükség ahhoz, hogy a fehér fényt nagy pontosságúvá alakítsák egy pontban.
Nyilvánvaló, hogy az ilyen metalencsék létrehozásának nehézsége a kromatikus aberrációkban, a fókuszálási hibákban rejlik, amit a különböző fény hullámhosszúságok okoznak, ahogy különböző sebességekkel haladnak át az anyagokon. A hagyományos lencsék ezt a görbült felületekkel oldották meg. Az ibolya fény halad át a leglassabban az anyagon keresztül, a vörös fény pedig a leggyorsabban.
Az apró metalencsék nem hajlíthatók meg, mint a hagyományos lencsék, így a Harvard Egyetem Mérnöki és Alkalmazott Tudományok Iskolájának kutatócsoportja ultra-apró titán-dioxid tömböket használ, amelyek nano méretűek, hogy megoldják a kromatikus rendellenességeket.
Ez majdnem olyan, mint egy miniatűr labirintus létrehozása, amely irányítja a különböző színeket az objektíven keresztül, és a kutató csapat szerint az új technológia drasztikusan csökkenti a vastagságot és a bonyolultságot a szabványos többrétegű objektíves megközelítéssel szemben.
Ez a cél még mindig messze van: a következő lépés az, hogy a metalencsét 1 cm-es méretre nagyítsák, és ekkor a standard kamerák, a mikroszkópok és mindenféle optikai technológia számára használható lesz.
"A metalencséknek megvannak az előnyei a hagyományos lencsékkel szemben," - mondta Federico Capasso vezető kutató. "A metalencsék vékonyak, könnyen gyárthatók és költséghatékonyak. Ez az áttörés kiterjeszt az előnyöket az egész látható fény tartományában. Ez a következő nagy lépés." (2)
A kutatók szerint a lencse körülbelül 1 cm-re nagyítható kereskedelmi célokra, így ezeknek a lencséknek a mérete valahol 0,6 mm és egy homok szemcse átmérője között kell lennie. Ez hihetetlen és félelmetes.
Az első dolog, ami eszünkbe jut, hogy ha a fényképezőgépek hihetetlenül aprók lehetnek a nanostruktúrájú fókuszáló fénytechnológiának köszönhetően, akkor kamerákat lehet elhelyezni olyan helyekre is, amiről soha nem álmodtunk. Ebből következően olyan kicsi kamerákat is létre lehet hozni, amelyek úgy néznek ki, mint a por, és gyakorlatilag bárki után lehet velük kémkedni anélkül, hogy tudnának róla.
Vagy készíthetők olyan drónok, amelyek akár egy tucat videójelet is képesek küldeni a rendkívül apró és könnyű kameráknak köszönhetően. Úgy tűnik, hogy a metalencsék valóban forradalmasítani fogják azt, ahogyan a világot látjuk.
(1) - https://www.nature.com/articles/s41565-017-0034-6
(2) - https://www.seas.harvard.edu/news/2018/01/single-metalens