Wafer-Thin 'Metalens' Gebruikt Nanotech Om Glas Uit Het Water Te Blazen

{h1}

De natuurkunde zou het binnenkort mogelijk kunnen maken om die volumineuze, zware glazen lenzen aan de voorkant van camera's te vervangen door flinterdunne 'metalenses'.

De natuurkunde zou het binnenkort mogelijk kunnen maken om die volumineuze, zware glazen lenzen op camera's te vervangen door flinterdunne "metalenses" - materialen die microscopisch zijn gemanipuleerd om licht te richten op een fractie van het gewicht en de grootte van de traditionele lens.

Een team van de technische school van de universiteit van Harvard heeft een metalens ontworpen die bijna het hele spectrum van zichtbaar licht kan focussen, rapporteerden de onderzoekers 1 januari in het tijdschrift Nature Nanotechnology. Eerdere metalenses zouden zich alleen kunnen richten op smalle kleurgolflengten of golflengten buiten het zichtbare spectrum. [Rainbow Album: The Many Colors of the Sun]

Wanneer licht door glas beweegt, zijn de verschillende golflengten (kleuren) waaruit het licht bestaat langzaam in verschillende snelheden. Dit zorgt ervoor dat hun paden door het glas anders buigen of buigen, zodat ze van elkaar scheiden. Leid een straal wit licht door een prisma, en dit effect zal ervoor zorgen dat een regenboog uit het andere uiteinde springt. Dit vormt een uitdaging voor lensfabrikanten; een enkel focusseerelement projecteert een afbeelding met kleuren van rood naar violet die verschillende plekken op de film of sensor raken.

Dus, moderne cameralenzen gebruiken veel verschillende glaselementen om dat effect te corrigeren en om te keren, waarbij de verschillende golflengten van licht terug op één enkel brandpunt worden geduwd - en zelfs dat werkt niet perfect; veel fotografen weten de pijn van het kopen van een dure lens alleen om een ​​violette rand van chromatische aberratie rond de onderwerpen op hun foto's te vinden. En al dat glas, aberratiecorrigerende bulk kan zwaar worden.

Een metalens heeft een andere benadering voor het focussen van licht. In plaats van de diffractie-eigenschappen van glas te benutten, gebruikt een metalens nanofins - minuscule structuren, meestal gemaakt van titaniumdioxide - om de golflengten in de richting van het brandpunt van de metalens te buigen.

In het verleden konden metalenses echter slechts één golflengte tegelijkertijd of in meer geavanceerde gevallen een smalle band van het visuele spectrum buigen. De nieuw gemaakte metalens buigt bijna het volledige spectrum van licht door nanofins te combineren die zijn afgestemd op verschillende golflengten op één oppervlak.

Het Harvard-materiaal concentreert zich echter niet helemaal op wat het menselijk oog kan zien. Een gezonde oogbol reageert op golflengtes variërend van ongeveer 380 nanometer, een schokkende violette tint, tot ongeveer 700 nanometer, diep rood, volgens NASA. De Harvard metalens beslaat 470 nanometer (vet blauw) tot 680 nanometer (nog steeds een vrij dieprood), en dient als een bewijs van het concept dat metalenses van dit type al snel het volledige visuele bereik zouden kunnen bestrijken, aldus de onderzoekers.

Metalenses hebben nog andere uitdagingen te overwinnen voordat ze serieus kunnen concurreren met traditioneel glas. De belangrijkste: resolutie, volgens het tijdschriftartikel. Geen van de metalenses die tot nu toe zijn gedemonstreerd, zijn bijzonder scherp in vergelijking met hun beste glasconcurrenten. Maar nogmaals, naarmate de technologie vordert, zou het die beperking kunnen aanpakken.

Metalenses komen misschien niet snel op de planken, maar ze komen eraan.

Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com