Czy obiektywy już niedługo będą zupełnie płaskie, tanie i pozbawione wad? Przełom w pracach nad metasoczewkami

4

Autor: Maciej Luśtyk

3 Styczeń 2018
Artykuł na: 6-9 minut

O opartych na nanotechnologii metasoczewkach, które mają szansę odmienić oblicze optyki usłyszeliśmy po raz pierwszy w połowie 2016 roku, za sprawą naukowców z Harvardu. I choć zanim znajdą one zastosowanie w aparatach minie jeszcze trochę czasu, właśnie dokonał się kolejny przełom, który przybliża realizację tego celu.

Choć aparaty cyfrowE z roku na rok stają się coraz doskonalsze, stale przesuwając granice tego, co możliwe w fotografii, w kwestii optyki wciąż bazujemy na XIX-wiecznej koncepcji. Być może jednak już niebawem na rynku optyki dokona się rewolucja na miarę tej, która pozwoliła zastąpić błony światłoczułe aparatów analogowych matrycami. Wszystko za sprawą metasoczewek.

Czym są metasoczewki?

O nowym sposobie skupiania światła usłyszeliśmy w 2016 roku za sprawą naukowców z Harvardu. Opracowane przez nich soczewki, w odróżnieniu od tradycyjnych układów optycznych bazują na metamateriałach, które zawierając nanostruktury mniejsze od długości poszczególnych fali światła, są w stanie je „pociąć” i przekształcić tak, jak założyli sobie to ich twórcy. Odpowiadają za to miliony mikroskopijnych obiektów z ditlenku tytanu, ułożonych w desenie, z których każdy odpowiada za ogniskowanie innego spektrum światła.

 

Wykonane w ten sposób soczewki mogą być według naukowców cieńsze od ludzkiego włosa, o 30% ostrzejsze od najlepszych standardowych obiektywów na rynku, a dodatkowo pozwalać mają na nawet 170-krotne powiększenie obrazu. Są przy przy tym pozbawione wad optycznych, takich jak dystorsja i mogą być wytwarzane w niemal dowolnych rozmiarach, przy niskich kosztach produkcji.

Święty graal optyki

Brzmi zbyt pięknie, by było prawdziwe? Tak, ale tylko do czasu. Jak zawsze w przypadku nowych technologii pojawiają się problemy, których w początkowej fazie rozwoju nie sposób ominąć. Do tej pory, mimo że regulacja nanostruktur pozwalała na modelowanie określonych długości fal elektromagnetycznych, problemem było skupienie światła o różnej długości w jednym punkcie, co uniemożliwiało zaimplementowanie tego rozwiązania w powszechnie używanych instrumentach optycznych, takich jak obiektywy.

Naukowcy z Harvardu właśnie dokonali jednak w tej kwestii przełomu. Dzięki zastosowaniu par nanostruktur odpowiadających za kontrolę fal o określonej gługości, są wstanie regulować całe spektrum światła widzialnego jednocześnie. Złączone w pary struktury umożliwiają stosowne spowolnienie przepływu fal o określonych długościach, a tym samym skupienie ich wszystkich w jednym miejscu. To wszystko przy pomocy jednej soczewki.

To kolejny wielki krok. - mówi Federico Capasso, wykładowca Harvardu i jeden z twórców projektu. - Metasoczewki są cienkie, łatwie w produkcji oraz tanie. Ten przełom przenosi te zalety na całe widzialne spektrum światła.

Kiedy zobaczymy płaskie obiektywy?

Póki co, pojawienie się konsumenckich rozwiązań bazujących na matesoczewkach to jeszcze kwestia lat, niemniej jednak jest to wizja jak najbardziej realna. Choć kolejnym krokiem pozostaje jeszcze zmniejszenie technologii na tyle, by mogła posłużyć na przykład w nowych rozwiązaniach z zakresu VR, naukowcy już zastrzegli prawa do niej prawa i sprzedali licencję startupowi, który zajmie się wprowadzeniem jej na rynek komercyjny.

Nad podobną technologią pracują także naukowcy z Caltech we współpracy z Samsungiem, możemy się więc spodziewać, że prędzej czy później metaobiektywy będą w końcu dostępne dla zwykłych użytkowników. Z pewnością rewolucja dokona się początkowo na rynku fotografii mobilnej, otwierając przed aparatami montowanymi w smartfonach zupełnie nowe możliwości.

Pozostaje pytanie o reakcję rynku fotograficznego. Pojawienie się tanich w produkcji, ultrakompaktowych, pozbawionych wad szkieł może poważnie zachwiać pozycję niektórych producentów, zwłaszcza jeśli proces wytwarzania będzie na tyle prosty i dostępny, że uniemożliwi utrzymanie monopolu cenowego na tego typu produkt. Z drugiej strony technologia ta wydaje się zbyt rewolucyjna, by nie zawitać rynku optyki do tradycyjnych aparatów.

Więcej informacji znajdziecie pod adresem seas.harvard.edu. Szczegółowy opis nowej technologii opublikowany został na łamach nature.com.

(fot. okładkowa: Jared Sisler / Harvard SEAS)

 

 

Autor: Maciej Luśtyk

Redaktor prowadzący serwisu Fotopolis.pl. 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: Obiektywy
Yongnuo YN 35 mm f/2 FE DF DSM - tani obiektyw 35 mm z autofokusem do Sony E
Yongnuo YN 35 mm f/2 FE DF DSM - tani obiektyw 35 mm z autofokusem do Sony E
Lustrzankowa wersja obiektywu Yongnuo YN 35 mm f/2 była jednym z najgorszych szkieł, jakie przyszło nam testować. Wersja do bezlusterkowców Sony otrzymuje nowy układ...
7
0
7artisans 35 mm f/0.95 - jasna stałka do APS-C za mniej niż 1000 zł
7artisans 35 mm f/0.95 - jasna stałka do APS-C za mniej niż 1000 zł
Chińska marka 7artisans rozpoczyna dystrybucję nowego stałoogniskowego obiektywu o dużej jasności i w bardzo przystępnej cenie...
14
0
Fujifilm Fujinon XF 10-24 mm f/4 R OIS WR - szerokokątny zoom otrzymuje uszczelnienia
Fujifilm Fujinon XF 10-24 mm f/4 R OIS WR - szerokokątny zoom otrzymuje uszczelnienia
Fujifilm odświeża systemowy ekwiwalent obiektywu 15-36 mm. Optyka pozostaje bez zmian, ale dzięki uszczelnieniom konstrukcja lepiej trafić ma w gusta...
0
0
Powiązane artykuły
Wczytaj więcej (8)