Громоздкую конструкцию из нескольких оптических элементов разной формы можно заменить плоской, как оконное стекло, линзой, на поверхности которой сформирована особая наноструктура. Кажется фантастикой, но именно таково краткое изложение публикации, которая хоть и появилась на сайте Гарвардского университета еще в прошлом месяце, слишком интересна, чтобы оставить ее без внимания.
Разработка специалистов из Гарварда переворачивает представления о том, как выглядит объектив. В 2012 году ученые продемонстрировали прототип, в котором преломление света, необходимое для фокусировки, обеспечивалось металлическими наноструктурами на поверхности плоской стеклянной подложки. Заранее рассчитанные параметры наноструктуры позволяют получить тонкую плоскую линзу с желаемыми свойствами. У прототипа был существенный недостаток — структуры были рассчитаны только на одну длину волны.
На новом этапе исследований ученые смогли это недостаток преодолеть, научившись создавать структуры, преломляющие свет с разными длинами волн под одним и тем же углом.
Обычная линза вносит хроматические аберрации, поскольку свет с разными длинами волн в ней преломляется под разными углами. Для компенсации приходится вводить дополнительные элементы. От того, в скольких участках спектра выполняется коррекция, зависит сложность объектива. Например, в апохромате коррекция выполнена в трех точках. Такую же задачу может решить одна тонкая плоская линза с метаповерхностью.
Для повышения эффективности наноструктуры на поверхности новой линзы изготавливаются не из металла, а из кремния.
По мнению ученых, разработка найдет применение в фотографии, астрономии и микроскопии. Кроме того, она может способствовать созданию новых миниатюрных устройств оптической связи.
Источник: Гарвардский университет
