Физиците създадоха камера с рекордна дълбочина на полето, базирана на очите на древни същества

Изследователи от Националния институт за стандарти и технологии на САЩ са направили набор от малки металензи.

Физиците са покрили плоската повърхност на стъклотомилиони малки правоъгълни колони с нано размери. Метаповърхността, образувана по този начин, действаше едновременно като макро леща (за близки обекти) и телеобектив (за далечни обекти).

Наностълбите улавяха светлината на сниманотосцени и го разделиха в зависимост от посоката на електрическото поле: светлината от лявата и дясната кръгови поляризации се отклонява под различни ъгли. Това беше постигнато благодарение на подреждането на наностълбите. Те бяха подредени така, че част от входящата светлина да преминава през дългата страна на правоъгълника, а друга през късата. Тъй като светлината изминава по-голямо разстояние, ъгълът на отклонение се увеличава.

Изображение: NIST

Разработчиците обясняват, че светлината, коятопречупва под различни ъгли, удря различни фокуси на камерата. Така, в зависимост от това дали светлината е преминала през по-дългата или по-късата част на правоъгълните наностълби, металните създават изображения на близки или далечни обекти. Дълбочината на разделителната способност на камерата варира от няколко см до 1,7 км.

Според изследователите най-големият проблемвъзникна с обекти, които се намират на средно разстояние. Учените са използвали невронна мрежа, за да научат системата да разпознава и коригира дефекти (замъгляване или цветна аберация) в обекти, които са били в средата между близкия и далечния фокус на металите.

Разработените метали увеличават осветеността безувреждане на разделителната способност на изображението. Освен това, тъй като системата автоматично коригира аберациите, тя е много толерантна към грешки, което позволява на изследователите да използват прости и лесни за правене дизайни за миниатюрни лещи.

Амит Агравал, съавтор на изследването в Националния институт по стандарти и технологии

Изображение: S. Kelley/NIST

Разработчиците отбелязват, че идеята за създаване на такивате взеха назаем лещи от устройството на очите на трилобитите (Dalmanitina socialis). Тези животни са обитавали океаните преди около 500 милиона години. Както отбелязват изследователите, тези морски създания са имали бифокални очи, всяко от които е монтирано на стебло и се състои от две лещи, които пречупват светлината под различни ъгли. Такова разположение на окото позволява на трилобитите едновременно да виждат плячка, плуваща наблизо, и далечни врагове, приближаващи се от разстояние повече от километър.

Прочетете още:

Той е ловуван от векове: какво знаем за планетата Вулкан до Слънцето

Астрономите са открили планета близо до Земята: тя има много странна орбита

Учени от Китай доказаха, че съвременните измествания на плочите датират отпреди 2,5 милиарда години