جنرال لواء

طور باحثو هارفارد معدنًا يمكن أن يحدث ثورة في البصريات


مشروع ميتالنس في جامعة هارفارد - الذي يمكن أن يحدث ثورة في عدسات الكاميرا الضخمة وحتى تكنولوجيا مثل الواقع الافتراضي - أنتج للتو جهازه الأول. المعدن هو سطح مستوٍ يستخدم تقنية النانو من أجل تركيز أشعة الضوء ، ويمكنه بسهولة استبدال العدسات المنحنية التقليدية المستخدمة في الكاميرات ذات الأسطح الأقل نحافة والمسطحة. بعد أكثر من عام من الدراسة والبحث ، طور فريق من كلية هارفارد جون إيه بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية (SEAS) أول عدسة قادرة على تركيز الطيف المرئي بأكمله. وهذا يشمل أيضًا الضوء الأبيض.

قال فيديريكو كاباسو ، أستاذ الفيزياء التطبيقية روبرت إل والاس وزميل فينتون هايز في الهندسة الكهربائية في SEAS: "تتمتع Metalenses بمزايا تفوق العدسات التقليدية". كما عمل كاباسو كمؤلف أول للبحث. "تعد العدسات المعدنية رقيقة وسهلة التصنيع وفعالة من حيث التكلفة. ويوسع هذا الاختراق تلك المزايا عبر النطاق المرئي الكامل للضوء. هذه هي الخطوة الكبيرة التالية."

تستخدم العدسات المعدنية الجديدة نانوفينات ثاني أكسيد التيتانيوم. يمكن لتلك النانوفينات تركيز أطوال موجية مختلفة من الضوء بالتساوي. أظهر بحث سابق أن الأطوال الموجية يمكن أن تركز ولكن على مسافات مختلفة. وهكذا ، طور الباحثون أزواج من نانوفينات من أجل التحكم في سرعة الأطوال الموجية في وقت واحد. وفقًا للباحثين ، "تتحكم النانوفينات المزدوجة في معامل الانكسار على السطح الخارق ويتم ضبطها لتؤدي إلى تأخيرات زمنية مختلفة للضوء الذي يمر عبر زعانف مختلفة ، مما يضمن وصول جميع الأطوال الموجية إلى النقطة البؤرية في نفس الوقت".

قال Wei-Ting Chen ، زميل ما بعد الدكتوراة في SEAS و "إن أحد أكبر التحديات في تصميم عدسة لونية عريضة النطاق هو التأكد من أن الأطوال الموجية الصادرة من جميع النقاط المختلفة للمعدن تصل إلى نقطة الاتصال في نفس الوقت". المؤلف الأول للورقة. "من خلال الجمع بين اثنين من النانو في عنصر واحد ، يمكننا ضبط سرعة الضوء في المادة ذات البنية النانوية ، لضمان تركيز جميع الأطوال الموجية المرئية في نفس المكان ، باستخدام معدن واحد. وهذا يقلل بشكل كبير من السماكة وتعقيد التصميم مقارنةً بـ العدسات اللونية القياسية المركبة. "

قد تساعد هذه العدسات أيضًا في حل مشكلة الانحراف اللوني. في الواقع ، قال فريق هارفارد أن ميتالنس يقضي على المشكلة بشكل فعال. يحدث الانحراف اللوني عندما تفشل العدسات في التركيز على الألوان. لا يعطي هذا الصور مظهرًا ضبابيًا فحسب ، بل يبدو أن الألوان تتداخل مع بعضها البعض. يطلق عليه أيضًا "التهديب اللوني" أو "التهديب الأرجواني" ، ويحدث عندما يتم تركيز الأطوال الموجية للون على نقاط مختلفة على المستوى البؤري.

"باستخدام عدساتنا اللونية ، يمكننا أداء تصوير عالي الجودة بضوء أبيض. قال ألكسندر تشو ، المؤلف المشارك للدراسة ، إن هذا يقربنا خطوة واحدة من هدف دمجها في الأجهزة البصرية الشائعة مثل الكاميرات.

لا توجد أي كلمة رسمية حول متى يمكننا توقع هذه العدسات في الكاميرات السائدة أو الأجهزة الذكية. ومع ذلك ، قالت جامعة هارفارد إنها رخصت الملكية الفكرية من البحث وتأمل في بدء شركة للتنمية التجارية.

يمكن العثور على بحث الفريق في العدد الأخير من المجلة تقنية النانو الطبيعة.


شاهد الفيديو: Best Guitar player Amin Toofani at Harvard University (كانون الثاني 2022).