Sticla lustruită a fost în centrul sistemelor de imagistică de secole.Curbura lor precisă
Schimbați focalizarea pentru a vedea clar în toate acesteala scară, necesită de obicei mișcarea fizică a lentilei prin înclinare, alunecare sau mișcare, folosind de obicei părțile mecanice care alcătuiesc majoritatea microscopurilor și telescoapelor.
Cercetătorii au gravat suprafața materialuluistructuri minuscule, cu modele precise, care funcționează împreună ca metasuprafață, refractând sau reflectând lumina într-un mod unic. Când proprietățile materialului se schimbă, funcția optică a metasuprafeței se modifică corespunzător. În acest caz, atunci când materialul este la temperatura camerei, metasuprafața focalizează lumina pentru a crea o imagine clară a obiectului la o anumită distanță. Când materialul este încălzit, structura sa atomică se schimbă și, ca răspuns, metasuprafața redirecționează lumina pentru a se concentra asupra unui obiect mai îndepărtat.
Astfel, noile metalene active potreglați focalizarea fără a fi nevoie de elemente mecanice voluminoase. Noul design, care permite în prezent imagistica în infraroșu, ar putea permite dispozitive optice mai flexibile, cum ar fi camerele termice miniaturale pentru drone, camerele termice ultra-compacte pentru telefoanele mobile și ochelarii de vedere nocturnă cu profil redus.
"Rezultatul nostru arată că lentila noastră reglabilă ultra-subțire, fără părți în mișcare, poateoferă imagini fără aberații ale obiectelor suprapuse situate la diferite adâncimi, concurând cu sistemele optice tradiționale voluminoase.
Tian Gu este cercetător științific în Laboratorul de Cercetare a Materialelor de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts.
Noul obiectiv este realizat dintr-un material cu variabilăfază, pe care echipa a produs-o prin modificarea materialului utilizat în mod obișnuit pe CD-uri și DVD-uri regrababile. Numit GST, este compus din germaniu, antimoniu și telur, iar structura sa internă se schimbă atunci când este încălzită cu impulsuri laser. Acest lucru permite materialului să comute între stări transparente și stări opace - un mecanism care vă permite să scrieți, să ștergeți și să suprascrieți datele stocate pe CD-uri.
La începutul acestui an, au raportat cercetătoriiadăugarea unui alt element, seleniul, la GST pentru a crea un nou material care schimbă faza numit GSST. Pe măsură ce au încălzit noul material, structura sa atomică s-a schimbat de la o încurcătură amorfă, dezordonată de atomi, la o structură cristalină mai ordonată. Această schimbare de fază a schimbat și modul în care lumina infraroșie se deplasează prin material, afectând puterea de refracție, dar cu un impact minim asupra transparenței.
Echipa s-a întrebat dacă este posibil să personalizămcapacitate de comutare GSST pentru direcționarea și focalizarea luminii în puncte specifice, în funcție de faza sa. În acest caz, materialul poate servi ca lentilă activă fără a fi nevoie de piese mecanice pentru a-și schimba focalizarea.
"În general, atunci când se fabrică un dispozitiv optic, este foarte dificil să se ajusteze caracteristicile acestuia după fabricație.De aceea, a avea o astfel de platformă este Sfântul Graal pentru inginerii optici, care vă permite săMetalens sunt eficiente la comutarea focalizării pe o gamă largă.
Tian Gu este cercetător științific în Laboratorul de Cercetare a Materialelor de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts.
La lentilele obișnuite, sticla este precis curbată, astfel încâtfasciculul de lumină incident este refractat din lentilă la diferite unghiuri, convergând într-un punct la o anumită distanță, cunoscută sub numele de distanța focală a lentilei. Lentilele pot crea apoi o imagine clară a oricărui obiect la o anumită distanță. Pentru a afișa obiecte cu adâncimi diferite, obiectivul trebuie mutat fizic.
În loc să se bazeze pe un fixcurbura materialului pentru lumină directă, cercetătorii au încercat să schimbe metalenii pe bază de GSST, astfel încât distanța focală să se schimbe în funcție de faza materialului. În noul lor studiu, au fabricat un strat GSST gros de 1 micron și au creat o metasuprafață prin gravarea stratului GSST pe structuri microscopice de diferite forme care refractează lumina în moduri diferite.
Au testat noile metaluri plasându-lepe scenă și iluminat cu un fascicul laser acordat la gama de lumină în infraroșu. La anumite distanțe în fața obiectivului, au plasat obiecte transparente formate din modele de benzi orizontale și verticale duble-cunoscute sub numele de diagrame de rezoluție, care sunt utilizate în mod obișnuit pentru a testa sistemele optice.
Obiectivul în starea amorfă inițială a dat un ascuțitimaginea primului model. Grupul încălzește apoi lentila pentru a transforma materialul într-o fază cristalină. După tranziție și cu sursa de încălzire la distanță, obiectivul a produs o imagine la fel de clară, de data aceasta cu un al doilea set de benzi mai îndepărtat.
Experimentele arată că metalenii potschimbați activ focalizarea fără nici o mișcare mecanică. Cercetătorii spun că obiectivul metalic ar putea fi realizat cu micro-încălzitoare încorporate pentru a încălzi rapid materialul în impulsuri scurte de milisecundă. Prin schimbarea condițiilor de încălzire, acestea se pot regla și la stările intermediare ale altor materiale, oferind o reglare continuă a focalizării.
Citește și:
A fost creată prima hartă exactă a lumii. Ce este în neregulă cu toți ceilalți?
Uită-te la fotografiile Hubble ale nebuloaselor planetare.
Fizicienii au creat un analog al unei găuri negre și au confirmat teoria lui Hawking. Unde duce?