Naukowcy opracowali płaskie obiektywy. Nowy rozdział optyki?

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
Tenba Fulton 14L - test plecaka
21 Maj 2019
Nowa linia Fulton to miejskie plecaki fotograficzne dla osób, które oprócz sprzętu chcą zabrać także rzeczy codziennego użytku i akcesoria, a przy tym zadbać o bezpieczeństwo i dobrze się prezentować. Sprawdzamy czy rzeczywiście spełniają te oczekiwania.
0
Panasonic Lumix S1 - test aparatu
6 Maj 2019
Lumix S1 to tańszy model z zaprezentowanego niedawno duetu pełnoklatkowych bezlusterkowców Panasonika. Z matrycą o mniejszej rozdzielczości, ale z bardziej rozwiniętym trybem filmowym, ma przyciągać szerokie rzesze profesjonalistów szukających uniwersalnego i niezawodnego body. Sprawdźmy, czy podstawowa pełna klatka Lumix ma szansę spełnić ich oczekiwania!
0
Canon EOS 250D - pierwsze wrażenia
10 Kwi 2019
EOS 250D to nowy reprezentant “najmniejszej lustrzankowej serii na rynku”, która łączy niewielkie gabaryty z przystępną ceną i możliwościami skrojonymi pod kątem początkujących fotografów i świadomych amatorów. Co skrywa przed nami najnowsza konstrukcja?
10
Panasonic Lumix S1R - test aparatu
9 Kwi 2019
Lumix S1R - jak twierdzi producent - ma być odpowiedzią na potrzeby wymagających profesjonalistów. Jednak czy tak jest w istocie i czy pierwsza pełna klatka Panasonic odbierze klientów konkurencji? Przekonajmy się!
12