Vedci vytvorili šošovku, ktorá mení zaostrenie bez pohyblivých častí
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 26. 2. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Keby ste otvorili moderný zoomovací objektív, uvidíte jeho mikro-mechanickú zložitosť, kedy pri práci s priblížením a zaostrením sa nastavuje 20 alebo viac leštených sklenených prvkov. Vedci z MIT však teraz vyvinuli systém, ktorý dokáže rýchlo a presne zaostrovať svetlo bez toho, aby sa šošovka musela pohybovať.
Je to možné pomocou transparentného materiálu s fázovým posuvom. Tento „ultratenký laditeľný metaobjektív“ totiž upravuje svoju atómovú štruktúru v reakcii na teplo. Nový materiál vychádza zo zmeny v materiáli germánium / antimón / telúr používaným v prepisovateľných CD a DVD diskoch. V týchto aplikáciách sa laserové teplo používalo na prechod materiálu medzi transparentným a nepriehľadným stavom.
Tím vedcov z MIT ale do zmesi pridal selén a zistil, že po aplikácii tepla sa jeho atómová štruktúra „posunula z amorfnej náhodnej spleti atómov na usporiadanejšiu kryštalickú štruktúru“, čím zmenila svoju refrakčnú schopnosť bez zmeny priehľadnosti.
Vzniknutá „metašošovka“ má na svojom povrchu vyryté drobné, presne vzorované štruktúry, ktoré môžu byť navrhnuté tak, aby lámali alebo odrážali svetlo určitými spôsobmi. Pri zahrievaní materiálu sa potom menia jeho optické vlastnosti. Vytvorený prototyp pri izbovej teplote zameriava infračervené svetlo na blízky bod a potom pri aplikácii tepla posúva svoj ostriaci bod ďalej.
Tím testoval metašošovku tak, že ju umiestnil malú plošinu a osvetlil ho laserovým lúčom naladeným na infračervené pásmo. Vedci pred ňu umiestnili dva grafy priehľadného rozlíšenia v rôznych vzdialenostiach a zistili, že pri izbovej teplote dokáže rozoznať ostrý obraz bližšieho grafu a po zahriatí rovnako rozozná ostrý obraz vzdialenejšieho grafu, a to aj po potom, ako bol odstránený zdroj tepla.
Test ukázal, že ultratenký nastaviteľný objektív bez pohyblivých častí dokáže dosiahnuť aberačné snímanie prekrývajúcich sa objektov umiestnených v rôznych hĺbkach, a môže konkurovať tradičným objemným optickým systémom.
Tím sa domnieva, že metašošovka by sa mohla vyrobiť s integrovanými mikroohrievačmi, ktoré by mohli „rýchlo ohriať materiál krátkymi milisekundovými impulzmi“ a presne vyladiť teplotu pre nepretržité ohniskové ladenie v celom rozsahu prechodu minimálnou a maximálnou ohniskovou vzdialenosťou. Zatiaľ nie je jasné, ako rýchlo bude metašošovka schopná vychladnúť a znovu nastaviť zaostrenie na minimálnu vzdialenosť.
Vedci tvrdia, že ich infračervený prototyp by mohol byť užitočný v miniatúrnych infračervených ďalekohľadoch, ultrakompaktných termálnych kamerách a v nízkoprofilových okuliaroch pre nočné videnie. Ďalší vývoj by mohol okrem iného umožniť výrobu ultrakompaktných zoomovacích objektívov bez pohyblivých častí určených pre smartfóny.
