Fizycy stworzyli aparat z rekordową głębią ostrości opartą na oczach starożytnych stworzeń

Naukowcy z amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii stworzyli zestaw maleńkich metali.

Fizycy pokryli płaską powierzchnię szkłamiliony maleńkich prostokątnych kolumn wielkości nano. Powstała w ten sposób metapowierzchnia pełniła jednocześnie funkcję makroobiektywu (dla obiektów bliskich) i teleobiektywu (dla obiektów odległych).

Nanopilary uchwyciły światło fotografowanegoscen i rozdzielono je w zależności od kierunku pola elektrycznego: światło z lewej i prawej polaryzacji kołowej było odchylane pod różnymi kątami. Udało się to osiągnąć dzięki rozmieszczeniu nanofilarów. Zostały ułożone tak, aby część wpadającego światła przechodziła przez dłuższy bok prostokąta, a część przez krótszy bok. Wraz ze wzrostem odległości światła zwiększa się kąt odchylenia.

Obraz: NIST

Twórcy wyjaśniają, że światło, którezałamany pod różnymi kątami, uderza w różne ogniska aparatu. Tak więc, w zależności od tego, czy światło przeszło przez dłuższą czy krótszą część prostokątnych nanofilarów, metaleny tworzą obrazy pobliskich lub odległych obiektów. Głębokość rozdzielczości aparatu waha się od kilku cm do 1,7 km.

Według badaczy największy problempowstały z przedmiotami, które znajdują się w średniej odległości. Naukowcy wykorzystali sieć neuronową, aby nauczyć system rozpoznawania i korygowania defektów (rozmycia lub aberracji kolorów) w obiektach znajdujących się pośrodku między bliskim i dalekim ogniskiem metalenów.

Opracowane metaleny zwiększają jasność bezuszkodzenie rozdzielczości obrazu. Ponadto, ponieważ system automatycznie koryguje aberracje, jest wysoce odporny na błędy, umożliwiając naukowcom stosowanie prostych i łatwych do wykonania projektów miniaturowych obiektywów.

Amit Agrawal, współautor badania w Narodowym Instytucie Standardów i Technologii

Zdjęcie: S. Kelley/NIST

Twórcy zauważają, że pomysł na stworzenie takiegopożyczyli soczewki z urządzenia oczu trylobitów (Dalmanitina socialis). Zwierzęta te zamieszkiwały oceany około 500 milionów lat temu. Jak zauważają naukowcy, te stworzenia morskie miały dwuogniskowe oczy, z których każde jest zamontowane na łodydze i składa się z dwóch soczewek, które załamują światło pod różnymi kątami. Takie ustawienie oka pozwalało trylobitom jednocześnie widzieć zdobycz płynącą w pobliżu i odległych wrogów zbliżających się z odległości ponad kilometra.

Czytaj więcej:

Poluje się na nią od wieków: co wiemy o planecie Vulcan obok Słońca?

Astronomowie znaleźli planetę w pobliżu Ziemi: ma bardzo dziwną orbitę

Naukowcy z Chin udowodnili, że współczesne przesunięcia płyt sięgają 2,5 miliarda lat