|  | 27 февраля 2015 | Новости науки и техники

Созданы ультратонкие плоские линзы, подходящие для высококачественной цветной фотографии

Плоская линза


Группа исследователей из Школы технических и прикладных наук (School of Engineering and Applied Sciences, SEAS) Гарвардского университета создала опытные образцы ультратонких плоских оптических линз, которые могут использоваться в качестве линз оптической системы миниатюрных фото- и видеокамер. В отличие от самых первых образцов подобных линз, которые были созданы еще в 2012 году, новые линзы за счет их специальной прозрачной метаповерхности, поверхности со сложной структурой, могут преломлять и фокусировать свет с различными длинами волн, что позволяет получать при их помощи высококачественные цветные изображения.

Первые образцы плоских линз, толщиной всего в 60 нанометров, созданные учеными из SEAS были способны преломлять и фокусировать без искажений свет только одной длины волны. Свет с другими длинами волн взаимодействовал по-иному с решеткой наноантенн на поверхности линзы, отклоняясь от изначальной траектории по-разному, что приводило к искажениям изображений.

В новой плоской линзе использовались решетки наноантенн, изготовлены не из металла, а из диэлектрического материала. Это, как утверждают ученые, улучшает эффективность работы наноантенн, а новая структура этих наноантенн позволяет расположенным рядом нескольким антеннам действовать последовательно, направляя свет с различными длинами волн по одному и тому же пути. Такие кардинальные изменения позволяют при помощи новых плоских линз создавать цветные изображения, фокусируя красный, синий и зеленый цвета в одной и той же точке пространства.

Принцип действия плоской линзы


Новые линзы, которые, по сути, являются прозрачной метаповерхностью, не страдают от явлений хроматических аберраций, искажения цветов по краям объектов, что является одним из самых главных недостатков обычных линз. Это, в свою очередь, означает, что камеры с плоскими линзами не будут нуждаться в дополнительных линзах или в специализированных алгоритмах, производящих компенсацию цветовой дисперсии.

"С нашими новыми линзами цветокоррекция, которая в обычных оптических системах достигается за счет прохождения света через последовательность из нескольких массивных линз, больше не требуется. Это позволит создать новые сверхминиатюрные камеры, полностью избавленные от недостатков, присущих всем без исключения камерам смартфонов и недорогих цифровых фотоаппаратов" - рассказывает Федерико Капассо (Federico Capasso), научный руководитель группы, в состав которой входил профессор Роберт Л. Уоллас (Robert L. Wallace) и научный сотрудник Винтон Хайес (Vinton Hayes).

Применение новые ультратонкие плоские линзы могут найти не только в области фотографии, их можно будет использовать в астрономии, микроскопии и других областях, кардинально уменьшая габариты и вес устройств, но не жертвуя, при этом, качеством получаемых изображений. Кроме этого, новые линзы могут найти применение в составе новых миниатюрных оптических коммуникационных устройств.




Ключевые слова:
Плоская, Тонкая, Линза, Наноантенна, Метаповерхность, Свет, Цвет, Длина, Волны, Преломление, Дисперсия

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Использование поляризованного света позволяет воспроизводить более высокока ...
  • Новые металинзы могут снабдить камеры телефонов качеством DSLR-камер
  • Ученые создали плоские линзы, действующие точно так же, как и обычные изогн ...
  • Новые сверхтонкие линзы позволят сделать малогабаритные высококачественные ...
  • Новая технология создания 3D от Microsoft - изображение передается непосред ...




  • 27 февраля 2015 08:06
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3857
    А изготовление таких линз, не будет-ли случаем, значительно дороже нескольких обычных линз? Что-то мне подсказывает, что дело обстоит именно так. И в этом случае такие линзы могут быть использованы во всякой спецтехнике, где цена не имеет определяющего значения. А до ширпотреба такое может и не добраться.


    --------------------
        
    27 февраля 2015 11:49
    #2 Написал: CodeX

    Публикаций: 0
    Комментариев: 120
    Интересно. Но это обманным манёвр - в сторону ухода от хроматических аберраций, а не волшебные свойства материала. И опять же, Само восприятие цвета имеет для нас вес пока исследование идет в рамках воспринимаемого глазом диапазона волн.
    FomaNeverujuwij, уверен, при желании они смогут уменьшить себестоимость устройств с такими линзами, вот только, на рынке существует огромное количество оптики, просто баснословных цен. А с устранением аберраций, дисторсии и виньетирования вполне нормально справляется графический процессор камеры. Мой пример: Sony A58 + специально под нее SAL18250 - и в упор не чую никаких искажений!
        
    27 февраля 2015 12:38
    #3 Написал: radio

    Публикаций: 0
    Комментариев: 175
    Цитата: FomaNeverujuwij
    А изготовление таких линз, не будет-ли случаем, значительно дороже нескольких обычных линз?

    Их штамповать будут как компакт диски, потом напылять через маску.
    При массовом производстве цена будет дешевле любых стеклянных линз, которые сутками шлифуют, потом склеивают.

    Для инфракрасных лучей (где дорогущие германиевые линзы) размер элементов больше, делать ещё проще.
    Оптика для терагерцового диапазона опять же.

    На такой сверхлёгкой линзе (или зеркале) можно делать хорошую адаптивную оптику с быстрой реакцией.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.