Ученые нашли эффективный способ решения проблемы фиолетового гало на фото

Несмотря на то, что современные камеры, микроскопы и другое оптическое оборудование достигли небывалого уровня развития за последние годы, оптическая технология, которая используется во всех этих устройствах и приборах на самом деле особо не менялась еще с момента своего изобретения в начале 1700-х годов. Даже в самом высококлассном оборудовании как правило используется технология линзирования, разработанная примерно 1730-м году.

Основная функция линз заключается в объединении световых волн различной длины в единый луч, которые в противном случае фокусировались бы в разных точках будущего изображения. Использование линз позволяет решить проблему хроматической аберрации или фиолетового гало, которое возникает в случае расфокусировки, поскольку волны света обладают различной длиной. И хотя линзы в этом довольно эффективны, использующиеся при их изготовлении различные материалы делают их не всегда удобными и дорогими. Кроме того, при их производстве требуется очень тщательная и точная полировка, а также оптическое центрирование.
Ученые из Школа инженерных и прикладных наук (SEAS) Гарвардского университета разработали решение . Они создали «метакорректор». Он представляет собой однослойную поверхность нанопилларов (на изображении выше), расположенных на расстоянии менее одной длины волны между собой, что наделяет их способностью манипулирования фазами, амплитудой и уровнями поляризации света, предлагая более простой, дешевый и более эффективный способ корректировки хроматической аберрации.

Изображение, полученное с использованием метакорректора (слева) и без (справа)
Дополнительный плюс технологии заключается в том, что ее можно использовать вместе с обычными преломляющими свет оптическими компонентами, что открывает широкие возможности для ее применения.
«Представьте, что свет разделяется на пакеты, которые двигаются с различной скоростью и достигают нужной точки в разное время. С использованием нонопилларов пакеты будут достигать фокусной точки одновременно», — объясняет Вэй Тин Чен, научный сотрудник лаборатории прикладной физики SEAS и автор опубликованной статьи, описывающей изобретение в журнале Nano Letters.
Разработчики метакорректора говорят, что технология «фундаментально отличается» от традиционных методов корректировки, поскольку здесь применяется наноструктурная инженерия.
«Благодаря этому мы можем выйти за рамки материальных ограничений линз и получить гораздо более высокую производительность», — добавляет соавтор разработки Александр Чжу.
По словам ученых, технология может применяться во всех видах коммерческих оптических систем, начиная от самых простых линз и заканчивая самыми продвинутыми микроскопами, где могут использоваться до 14 высококлассных линз.
Разработчики также добавляют, что собираются еще сильнее повысить эффективность метакорректора, чтобы технологию можно было использовать в компактных оптических устройствах и другой продвинутой технике.
Обсудить разработку Гарвардских ученых можно в нашем Telegram-чате .
Batafsil | Подробно | Read more... Hi News