Naukowcy opracowali płaskie obiektywy. Nowy rozdział optyki?

Optyka wykorzystywana w aparatach fotograficznych wciąż bazuje na 19-wiecznej koncepcji. Już niedługo możemy być jednak świadkami niemałej rewolucji. A wszystko dzięki metamateriałom, które umożliwiają stworzenie niemal idealnie płaskich obiektywów.

Po raz pierwszy o metasoczewkach i zasadzie ich działania informowaliśmy was w czerwcu zeszłego roku. Dzięki umieszczonym na płaskiej powierzchni nanostrukturom o różnej wielkości, mają być one w stanie niemal dowolnie modelować przepuszczane przez nie światło, a tym samym uzyskać takie efekty jak przy pomocy tradycyjnych soczewek. Dodatkowym plusem miał być całkowity brak wad optycznych.

Wtedy wydawało się, że zanim podobna technologia ujrzy światło dzienne, upłynie jeszcze wiele czasu. Okazuje się jednak, że płaskie obiektywy mogą zawitać na rynku już w najbliższych latach. Naukowcy z Caltech (California Institute of Technology) we współpracy z inżynierami Samsunga opracowali podobny system płaskich, montowanych bezpośrednio na matrycę modułów optycznych, których masowa produkcja będzie nie tylko łatwa, ale przede wszystkim tania.

Płaskie soczewki opracowane przez naukowców z Caltech

Tradycyjne soczewki, załamują i skupiają światło w jednym punkcie dzięki zakrzywionej płaszczyźnie. Płaskie soczewki naukowców z Caltech w tym celu wykorzystują krzemowe cylindry o wysokości 600 nanometrów i różnej średnicy (dla porównania, ludzki włos ma grubość 100 tys. nanometrów). Światło przedostaje się szybciej przez cylindry o mniejszej grubości, co sprawia, że kontrolując ich rozmiar możliwe jest precyzyjne określenie tego jak będzie zachowywać się wytworzona w ten sposób soczewka.

Schemat budowy metasoczewki

Do tej pory obraz dostarczany przez podobne rozwiązania był jednak mocno rozmydlony. Inżynierowie uporali się z tym problemem zestawiając ze sobą dwie warstwy soczewek. Wyjściowy moduł charakteryzuje się światłosiłą rzędu f/0.9 i kątem widzenia około 70° w pionie i w poziomie. Kolejnym zadaniem inżynierów jest adaptacja rozwiązania na potrzeby obecnie używanych matryc. Ta, dzięki wykorzystywaniu tych samych materiałów i procesów produkcyjnych, co w przypadku sensorów CMOS, ma być prosta i tania. A biorąc pod uwagę fakt, że projekt ten był częściowo finansowany przez Samunga, możemy spodziewać się, że płaskie obiektywy już niebawem zawitają do smartfonów i innych urządzeń mobilnych.

Porównanie obrazu uzyskanego przy pomocy dwóch i jednej warstwy soczewek

Na tym rynku mogą okazać się także niemałą rewolucją. Pomijając bowiem sam aspekt miniaturyzacji, przy odpowiednim ustawieniu mogą nam one dostarczać efekty zarezerwowane do tej pory wyłącznie dla teleobiektywów, co z pewnością zostanie chętnie zaimplementowane przez producentów fotograficznych smartfonów.

Czy kiedykolwiek podobne szkła zawitają na rynku lustrzanek i bezlusterkowców. Wydaje się, że nie ma ku temu przeciwwskazań. Prototypowe soczewki mają jedynie 2 mm średnicy, ale wynika to tylko z ograniczeń naszych maszyn. Mając dedykowaną linię produkcyjną, bez problemu moglibyśmy stworzyć soczewki o średnicy 30 cm. Tu nie ma limitów - mówi Federico Capasso z Harvardu, odpowiedzialny za stworzenie metasoczewek, o których informowaliśmy was uprzednio.

Więcej informacji znajdziecie pod adresem caltech.edu, oraz na stronie nature.com, gdzie opublikowany został szczegółowy opis badania i działania samej technologii.

(fot. okładkowa: pexels.com)

 

Tłumacz i fotograf, codziennie selekcjonuje dla Was porcję najciekawszych newsów ze świata fotografii. Zafascynowany nowymi technologiami, choć woli fotografować analogiem. Prywatnie niespełniony snowboardzista i spełniony tata.

Komentarze
 
Polecane artykuły
Fujifilm X-T20 - test aparatu
28 Kwi 2017
Nowy X-T20 to zaawansowane rozwiązania zaczerpnięte wprost z flagowego X-T2 i zamknięte w bardziej kompaktowym i stylowym body. Czy w takim razie mamy do czynienia z uniwersalnym aparatem dla każdego?
1
Sony A9 - zdjęcia przykładowe
27 Kwi 2017
Na papierze nowy A9 to prawdziwa bestia. Jednak jak flagowiec Sony sprawdza się w praktyce? Oceńcie sami.
3
Panasonic GH5  - zdjęcia i filmy przykładowe
27 Kwi 2017
Podczas wczorajszego wydarzenia mieliśmy okazję spędzić dłuższą chwilę z najnowszym bezlusterkowcem Panasonic GH5. Zobaczcie zdjęcia i filmy przykładowe zarejestrowane aparatem.
0
Sony A9 – pierwsze wrażenia
20 Kwi 2017
Aparat, który miałby nie tylko zrewolucjonizować segment bezlusterkowców, lecz także skutecznie konkurować z reporterskimi lustrzankami ze stajni Nikona i Canona był marzeniem niejednego zaawansowanego użytkownika systemu Sony. Teraz możemy śmiało powiedzieć, że sny tych fotografów stały się rzeczywistością.
8