Forscher des US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology haben eine Reihe winziger Metallsensoren hergestellt.
Die Nanosäulen fangen das Licht des Fotografierten einSzenen und trennte es in Abhängigkeit von der Richtung des elektrischen Feldes: Licht von der linken und rechten zirkularen Polarisation wurde in unterschiedlichen Winkeln abgelenkt. Dies wurde durch die Anordnung von Nanosäulen erreicht. Sie waren so angeordnet, dass ein Teil des einfallenden Lichts durch die lange Seite des Rechtecks und ein Teil durch die kurze Seite fiel. Wenn das Licht längere Strecken zurücklegt, nimmt der Ablenkwinkel zu.
Bild: NIST
Die Entwickler erklären, dass das Licht dasin unterschiedlichen Winkeln gebrochen, trifft unterschiedliche Kamerafokusse. Je nachdem, ob das Licht den längeren oder den kürzeren Teil der rechteckigen Nanosäulen passiert hat, erzeugt die Metalllinse also Bilder von nahen oder entfernten Objekten. Die Auflösungstiefe der Kamera reicht von wenigen cm bis 1,7 km.
Laut den Forschern das größte Problementstanden bei Objekten, die sich in mittlerer Entfernung befinden. Wissenschaftler verwendeten ein neuronales Netzwerk, um dem System beizubringen, Fehler (Unschärfe oder Farbfehler) in Objekten zu erkennen und zu korrigieren, die sich in der Mitte zwischen dem Nah- und Fernfokus der Metalle befanden.
Die entwickelten Metalle erhöhen die Leuchtkraft ohneBeschädigung der Bildauflösung. Da das System Aberrationen automatisch korrigiert, ist es darüber hinaus sehr fehlertolerant, sodass Forscher einfache und leicht herzustellende Designs für Miniaturlinsen verwenden können.
Amit Agrawal, Co-Autor der Studie am National Institute of Standards and Technology
Bild: S. Kelley/NIST
Die Entwickler stellen fest, dass die Idee, eine solche zu erstellenSie entlehnten Linsen aus dem Augenapparat von Trilobiten (Dalmanitina socialis). Diese Tiere bewohnten die Ozeane vor etwa 500 Millionen Jahren. Wie die Forscher bemerken, hatten diese Meeresbewohner bifokale Augen, von denen jedes auf einem Stiel montiert ist und aus zwei Linsen besteht, die das Licht in unterschiedlichen Winkeln brechen. Eine solche Anordnung des Auges ermöglichte es Trilobiten, in der Nähe schwimmende Beute und entfernte Feinde zu sehen, die sich aus einer Entfernung von mehr als einem Kilometer näherten.
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