Fysikere har laget et kamera med rekorddybdeskarphet basert på øynene til eldgamle skapninger

Forskere fra US National Institute of Standards and Technology har laget et sett med bittesmå metalenses.

Fysikere har belagt den flate overflaten av glassmillioner av små rektangulære søyler i nanostørrelse. Metaoverflaten dannet på denne måten fungerte samtidig som et makroobjektiv (for nære objekter) og et teleobjektiv (for fjerne objekter).

Nanopilarene fanget lyset til de fotografertescener og separerte det avhengig av retningen til det elektriske feltet: lys fra venstre og høyre sirkulære polarisasjoner ble avledet i forskjellige vinkler. Dette ble oppnådd takket være arrangementet av nanopilarer. De ble arrangert slik at noe av det innkommende lyset skulle passere gjennom langsiden av rektangelet og noe gjennom kortsiden. Når lyset reiser lengre avstander, øker avbøyningsvinkelen.

Bilde: NIST

Utviklerne forklarer at lyset sombrytes i forskjellige vinkler, treffer forskjellige kamerafokus. Alt etter om lyset har passert gjennom den lengre eller kortere delen av de rektangulære nanopilarene, lager metalens altså bilder av nærliggende eller fjerne objekter. Oppløsningsdybden til kameraet varierer fra noen få cm til 1,7 km.

Ifølge forskerne er det største problemetoppsto med gjenstander som befinner seg i gjennomsnittlig avstand. Forskere brukte et nevralt nettverk for å lære systemet å gjenkjenne og korrigere defekter (uskarphet eller fargeaberrasjon) i objekter som var midt mellom metallens nære og fjerne fokus.

De utviklede metalene øker lysstyrken utenskade på bildeoppløsningen. I tillegg, fordi systemet automatisk korrigerer for aberrasjoner, er det svært feiltolerant, slik at forskere kan bruke enkle og enkle å lage design for miniatyrlinser.

Amit Agrawal, studiemedforfatter ved National Institute of Standards and Technology

Bilde: S. Kelley/NIST

Utviklerne bemerker at ideen om å lage slikede lånte linser fra øyeapparatet til trilobitter (Dalmanitina socialis). Disse dyrene bebodde havene for rundt 500 millioner år siden. Som forskerne bemerker, hadde disse sjødyrene bifokale øyne, som hver er montert på en stilk og består av to linser som bryter lys i forskjellige vinkler. Et slikt arrangement av øyet gjorde at trilobitter samtidig kunne se byttedyr svømme i nærheten og fjerne fiender nærme seg fra en avstand på mer enn en kilometer.

Les mer:

Den har blitt jaktet på i århundrer: hva vet vi om planeten Vulcan ved siden av solen

Astronomer har funnet en planet nær jorden: den har en veldig merkelig bane

Forskere fra Kina har bevist at moderne plateskift går 2,5 milliarder år tilbake i tid