Naukowcy opracowali płaskie obiektywy. Nowy rozdział optyki?

5
Maciej Luśtyk
3 Styczeń 2017
Artykuł na: 6-9 minut

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
Więcej w kategorii: Branża
Rekord Guinnessa pobity - oto najmniejsza matryca na świecie
Rekord Guinnessa pobity - oto najmniejsza matryca na świecie
Firma OmniVision wprowadziła na rynek specjalistyczny sensor o wymiarach zaledwie 0,575mm x 0,575mm, który umożliwić ma lekarzom badanie nawet najwęższych naczyń...
13
0
Przewozisz filmy samolotem? Uważaj na nowe skanery bagażu podręcznego
Przewozisz filmy samolotem? Uważaj na nowe skanery bagażu podręcznego
Nie od dziś wiadomo, że niewywołanych filmów nie należy nadawać w bagażu rejestrowanym. Teraz jednak problemem dla fanów analoga może być także kontrola bagażu...
16
1
Nikon, Leica i Olympus nie wezmą udziału w kolejnej Photokinie. Czy w czasach internetu targi mają jeszcze sens?
Nikon, Leica i Olympus nie wezmą udziału w kolejnej Photokinie. Czy w czasach internetu targi mają...
Pierwsza Photokina w nowej formule już wiosną. Nie weźmie w niej jednak udziału trzech głównych producentów sprzętu. Czy firmom fotograficznym targi są jeszcze do...
4
6
Powiązane artykuły
Wczytaj więcej (7)