Новый Liquid Crystal Metalens предлагает электрический зум

Исследователи из Школы прикладной и инженерной физики Корнельского университета и Передового технологического института Samsung создали первую в своем роде металинзу – линзу из метаматериала, которую можно сфокусировать с помощью напряжения, а не механически перемещать ее компоненты.


Доказательство концепции открывает дверь к ряду компактных варифокальных линз для возможного использования во многих приложениях для обработки изображений, таких как спутники, телескопы и микроскопы, которые традиционно фокусируют свет с помощью изогнутых линз, которые регулируются с помощью механических частей. В некоторых случаях перемещение традиционных стеклянных или пластиковых линз для изменения фокусного расстояния просто непрактично из-за соображений места, веса или размера.

Металлины – это плоские массивы наноантенн или резонаторов толщиной менее микрона, которые действуют как фокусирующие устройства. Но до сих пор, когда металинза была изготовлена, ее фокусное расстояние было трудно изменить, по словам Мелиссы Бош, докторанта и первого автора статьи, подробно описывающей исследование, в журнале Американского химического общества. Нано буквы.

Инновация, разработанная в сотрудничестве между Samsung и исследователями из Корнелла, заключалась в слиянии металины с хорошо зарекомендовавшей себя технологией жидких кристаллов для адаптации локальной фазовой характеристики металины. Это позволило исследователям контролировать фокусировку металин, изменяя напряжение, приложенное к устройству.

«Эта комбинация сработала, как мы надеялись и предсказывали», – сказал Босх, который работает в лаборатории Геннадия Швца, профессора прикладной и инженерной физики и старшего автора статьи. «В результате получился ультратонкий объектив с электрической настройкой, способный непрерывно увеличивать масштаб и изменять общее фокусное расстояние до 20%».

По словам Bosch, исследователи Samsung надеются разработать эту технологию для использования в очках дополненной реальности. Она видит множество других возможных применений, таких как замена оптических линз на спутниках, космических кораблях, дронах, очках ночного видения, эндоскопах и других приложениях, где экономия места и веса является приоритетом.

Максим Щербаков, научный сотрудник лаборатории Швеца и автор статьи, сказал, что исследователи добились прогресса в соединении жидких кристаллов с наноструктурами за последнее десятилетие, но никто не применил эту идею к линзам. Теперь группа планирует продолжить проект и улучшить возможности прототипа.

«Например, – сказал Щербаков, – этот объектив работает на одной длине волны – красном, но он будет гораздо более полезен, если сможет работать во всем цветовом спектре – красном, зеленом, синем».

Исследовательская группа Корнелла в настоящее время разрабатывает многоволновую варифокальную версию металинзы, используя существующую платформу в качестве отправной точки.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments