Fizicienii au creat o cameră cu o adâncime record de câmp bazată pe ochii unor creaturi antice

Cercetătorii de la Institutul Național de Standarde și Tehnologie din SUA au realizat un set de metalens minuscule.

Fizicienii au acoperit suprafața plană a sticleimilioane de coloane dreptunghiulare mici de dimensiuni nanometrice. Metasuprafața astfel formată a acționat simultan ca lentilă macro (pentru obiectele apropiate) și teleobiectiv (pentru obiectele îndepărtate).

Nanoppilarii au captat lumina celui fotografiatscene și l-au separat în funcție de direcția câmpului electric: lumina din polarizările circulare stânga și dreapta a fost deviată în unghiuri diferite. Acest lucru a fost realizat datorită amenajării nanopililor. Au fost aranjate astfel încât o parte din lumina care intra să treacă prin latura lungă a dreptunghiului și o parte prin partea scurtă. Pe măsură ce lumina parcurge o distanță mai mare, unghiul de deviere crește.

Imagine: NIST

Dezvoltatorii explică că lumina carerefractat în unghiuri diferite, atinge diferite focalizări ale camerei. Astfel, în funcție de faptul că lumina a trecut prin partea mai lungă sau mai scurtă a nanopililor dreptunghiulari, metalens creează imagini ale obiectelor apropiate sau îndepărtate. Adâncimea rezoluției camerei variază de la câțiva cm până la 1,7 km.

Potrivit cercetătorilor, cea mai mare problemăau apărut cu obiecte care sunt situate la o distanţă medie. Oamenii de știință au folosit o rețea neuronală pentru a învăța sistemul să recunoască și să corecteze defectele (neclarări sau aberații de culoare) în obiectele care se aflau la mijloc între focalizarea apropiată și îndepărtată a metalens.

Metalenurile dezvoltate măresc luminozitatea fărădeteriorarea rezoluției imaginii. În plus, deoarece sistemul corectează automat aberațiile, este foarte tolerant la erori, permițând cercetătorilor să folosească modele simple și ușor de realizat pentru lentilele miniaturale.

Amit Agrawal, coautor al studiului la Institutul Național de Standarde și Tehnologie

Imagine: S. Kelley/NIST

Dezvoltatorii notează că ideea de a crea astfelau împrumutat lentile din dispozitivul ochilor trilobiților (Dalmanitina socialis). Aceste animale au locuit în oceane acum aproximativ 500 de milioane de ani. După cum notează cercetătorii, aceste creaturi marine aveau ochi bifocali, fiecare fiind montat pe o tulpină și constă din două lentile care refractează lumina în unghiuri diferite. O astfel de aranjare a ochiului permitea trilobiților să vadă simultan prada înotând în apropiere și inamicii îndepărtați apropiindu-se de la o distanță mai mare de un kilometru.

Citeste mai mult:

A fost vânat de secole: ce știm despre planeta Vulcan de lângă Soare

Astronomii au găsit o planetă în apropierea Pământului: are o orbită foarte ciudată

Oamenii de știință din China au demonstrat că schimbările moderne ale plăcilor datează de 2,5 miliarde de ani