זכוכית מלוטשת נמצאת במרכז מערכות ההדמיה במשך מאות שנים. העקמומיות המדויקת שלהם
שנה את המיקוד כדי לראות בבירור את כל אלהקנה מידה, בדרך כלל דורש תנועה פיזית של העדשה על ידי הטיה, החלקה או תנועה אחרת, בדרך כלל באמצעות החלקים המכניים המרכיבים את רוב המיקרוסקופים והטלסקופים.
חוקרים חרטו את פני החומרמבנים זעירים ומעוצבים במדויק הפועלים יחד כמשטח מטה, השובר או מחזיר אור בצורה ייחודית. כאשר מאפייני החומר משתנים, הפונקציה האופטית של שטח הפנים משתנה בהתאם. במקרה זה, כאשר החומר בטמפרטורת החדר, פני השטח ממקדים את האור ליצירת תמונה ברורה של האובייקט במרחק מסוים. כאשר החומר מחומם, מבנה האטום שלו משתנה, ובתגובה, המשטח המטה מפנה את האור כדי להתמקד באובייקט רחוק יותר.
לפיכך, המתכות הפעילות החדשות יכולותהתאם את המיקוד ללא צורך באלמנטים מכניים מגושמים. העיצוב החדש, המאפשר כיום הדמיה אינפרא-אדום, יכול לאפשר התקנים אופטיים גמישים יותר כמו מצלמות הדמיה תרמיות מיניאטוריות למזל"טים, מצלמות תרמיות קומפקטיות במיוחד לטלפונים ניידים ומשקפי ראיית לילה נמוכים.
"התוצאה שלנו מראה כי שלנועדשה דקה במיוחד, מתכווננת ללא חלקים נעים יכולה לספק תמונות נטולות סטייה של עצמים חופפים הממוקמים בעומקים שונים, ומתחרים במערכות אופטיות מסורתיות מגושמות".
טיאן גו הוא מדען מחקר במעבדת מחקר החומרים של המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס.
העדשה החדשה עשויה מחומר עם משתנהשלב, אותו הצוות ייצר על ידי התאמת החומר הנפוץ בדיסקים ודי.וי.די. המכונה GST, הוא מורכב מגרמניום, אנטימון וטלוריום, והמבנה הפנימי שלו משתנה כשמחממים אותו על ידי פעימות לייזר. זה מאפשר לחומר לעבור בין מצבים שקופים ואטומים - מנגנון המאפשר לך לכתוב, למחוק ולהחליף נתונים המאוחסנים בתקליטורים.
מוקדם יותר השנה דיווחו החוקריםתוספת של אלמנט נוסף, סלניום, ל- GST כדי ליצור חומר חדש לשינוי פאזה שנקרא GSST. כשחיממו את החומר החדש, מבנה האטום שלו עבר מסבך אטומים אמורפי ולא מסודר למבנה גבישי מסודר יותר. שינוי פאזה זה שינה גם את הדרך בה אור אינפרא אדום עובר דרך החומר, ומשפיע על כוח השבירה אך עם השפעה מינימלית על השקיפות.
הצוות תהה אם אפשר להתאים אישיתיכולת מיתוג GSST להפניית ומיקוד האור בנקודות ספציפיות, בהתאם לשלב שלו. במקרה זה, החומר יכול לשמש כעדשה פעילה מבלי להזדקק לחלקים מכניים כדי לשנות את המיקוד שלה.
"באופן כללי, כשהם עושים אופטימכשיר, קשה מאוד להתאים את המאפיינים שלו לאחר הייצור. זו הסיבה שפלטפורמה כזו היא הגביע הקדוש למהנדסי אופטיקה, המאפשרת לעדשות מתכת להחליף מיקוד ביעילות בטווח רחב".
טיאן גו הוא מדען מחקר במעבדת מחקר החומרים של המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס.
בעדשות רגילות הזכוכית מעוקלת במדויק, כך שאלומת האור המתקפלת נשברת מהעדשה בזוויות שונות, ומתכנסת בנקודה במרחק מסוים, המכונה אורך המוקד של העדשה. לאחר מכן העדשות יכולות ליצור תמונה ברורה של כל אובייקט במרחק ספציפי. כדי להציג אובייקטים בעומקים שונים, יש להזיז את העדשה פיזית.
במקום להסתמך על קבועעקמומיות החומר לאור ישיר, החוקרים ניסו לשנות את המתכות המבוססות על GSST כך שאורך המוקד ישתנה בהתאם לשלב החומר. במחקר החדש שלהם הם ייצרו שכבת GSST בעובי 1 מיקרון ויצרו משטח-מטה על ידי חרוט שכבת GSST על מבנים מיקרוסקופיים בצורות שונות השבירה אור בדרכים שונות.
הם בדקו את המתכות החדשות על ידי הצבתןעל הבמה והואר עם קרן לייזר מכוונת לטווח האור האינפרא אדום. במרחקים מסוימים מול העדשה, הם הציבו עצמים שקופים המורכבים מדפוסי פסים אופקיים ואנכיים דו צדדיים המכונים דיאגרמות רזולוציה, המשמשים בדרך כלל לבדיקת מערכות אופטיות.
העדשה במצב אמורפי ראשוני נתנה חדתמונה של התבנית הראשונה. הקבוצה מחממת את העדשה כדי להפוך את החומר לשלב גבישי. לאחר המעבר ועם מקור החימום מרחוק, העדשה הניבה תמונה חדה לא פחות, הפעם של סט פסים שני ורחוק יותר.
ניסויים מראים כי מתכות יכולותלשנות מיקוד באופן פעיל ללא כל תנועה מכנית. החוקרים טוענים כי ניתן לייצר את עדשת המתכת בעזרת מיקרו-תנורי חימום מובנים כדי לחמם במהירות את החומר בפולסים קצרים של אלפית השנייה. על ידי שינוי תנאי החימום, הם יכולים גם להתאים את עצמם למצבי הביניים של חומרים אחרים, ולספק התאמת מיקוד רציפה.
קרא גם:
המפה המדויקת הראשונה של העולם נוצרה. מה רע בכולם?
הסתכל בתמונות האבל של ערפיליות פלנטריות.
פיזיקאים יצרו אנלוגיה של חור שחור ואישרו את התיאוריה של הוקינג. לאן זה מוביל?