Optikos mokslas visatos tolius ir smulkiausias detales atveria šimtus metų. Tinkamu stiklu galima pažvelgti į toliausias galaktikas ar į bakterijos žiuželį. Bet lęšius reikia fokusuoti — tad, reikia judinti. Inžinieriai iš MIT sukūrė naują tipą „metalęšių“, kurių fokusavimą galima keisti be judančių dalių.
Optikos mokslas visatos tolius ir smulkiausias detales atveria šimtus metų. Tinkamu stiklu galima pažvelgti į toliausias galaktikas ar į bakterijos žiuželį.
Bet lęšius reikia fokusuoti — tad, reikia judinti. Inžinieriai iš MIT sukūrė naują tipą „metalęšių“, kurių fokusavimą galima keisti be judančių dalių. Tai gali pakeisti tokių prietaisų kaip kameros ir teleskopai kūrimą.
© MIT
Dabar, fokusuojant objekto vaizdą, lęšis turi judėti, dėl to įranga tampa sudėtingesnė ir didesnė. Būtent todėl, pavyzdžiui, didelio priartinimo lęšiai išmaniuosiuose telefonuose pasirodė taip negreitai — ten paprasčiausiai nėra vietos judantiems lęšių elementams. Ir todėl išmanieji telefonai, turintys optinį priartinimą, naudoja daug fiksuotų lęšių. Pavyzdžiui, naujajame „Samsung Galaxy S21 Ultra“ gigantiškame kameros masyve yra 13, 26, 70, ir 240 mm lęšių ekvivalentai.
MIT sukurti metalęšiai į skirtingu atstumu esančius objektus gali fokusuotis reguliuojama „kintančios fazės” medžiaga. Pakaitinus, šios medžiagos atominė struktūra persitvarko, ir lęšis šviesą laužia kitaip. Kol kas dizainas pritaikytas infraraudoniesiems spinduliams, tačiau tai – tik pirmasis žingsnis.
Tam tikro amžiaus skaitytojai jau galėjo turėti reikalų su panašia fazę keičiančia medžiaga perrašomuose CD ir DVD. Ši, dabar jau praktiškai išnykusi technologija, paremta GST medžiaga, kurioje yra germanio, stibio ir telūro. Lazeriu kaitinant GST, galima keisti jo permatomumą ir taip optiniuose diskuose įrašyti ir ištrinti duomenis.
Metalęšiuose naudojama panaši medžiaga GSST — tai tas pats GST, tik dar su seleno priedu. Šios naujos medžiagos struktūra tvarkingesnė, kristališkesnė ir vos 1 mikrometro storio.
© MIT
Ji išėsdinama ant įvairių mikroskopinių struktūrų (žr. aukščiau), kurios šviesą laužia skirtingai. Tyrėjai vadina tai „metapaviršiumi”. Kambario temperatūroje lęšis fokusuojasi į artimą taikinius. Pakaitinto metapaviršiaus optinės savybės keičiasi ir jis fokusuojasi į tolesnį taikinį.
Tad, tai yra dinamiškas lęšis be jokių judančių dalių. Kol kas tai tik koncepcijos įrodymas, tačiau pati koncepcija itin šauni.
Tyrėjų komanda tiki, kad derinamų metalęšių technologija gali būti panaudota kompaktiškesniems ir patikimesniems teleskopams, mikroskopams ir, taip, geresnėms telefonų kameroms.
Ryan Whitwam / „ExtremeTech“
