Новые многослойные металлинзы тоньше волоса улучшат камеры смартфонов и дронов

Исследователи разработали новый метод создания многоцветных металлинз, которые могут произвести революцию в портативной оптике для смартфонов, дронов и спутников наблюдения. Эти линзы тоньше человеческого волоса и обладают уникальными свойствами.

Технология использует многослойные метаматериалы для одновременной фокусировки широкого спектра длин волн от неполяризованного источника. Как пояснил ведущий автор исследования Джошуа Йордан из Австралийского национального университета, их дизайн преодолевает ключевое ограничение традиционных металлинз.

«Наша конструкция имеет множество преимуществ для практического применения. Её легко производить, поскольку она имеет низкое соотношение сторон, и каждый слой можно изготавливать отдельно, а затем собирать вместе», — отметил Йордан.

Изначально команда пыталась фокусировать несколько длин волн с помощью одного слоя, но столкнулась с физическими ограничениями. Переход к многослойному подходу позволил решить эту проблему с помощью алгоритма обратного проектирования.

Крошечные элементы метаматериала, высотой около 300 нм и шириной 1000 нм, имеют разнообразные формы: закругленные квадраты, четырехлистные клеверы и пропеллеры. Эти структуры позволяют создавать градиенты фазы для различных фокусирующих паттернов.

Многослойный подход ограничен работой примерно с пятью различными длинами волн, но этого достаточно для многих практических применений. Такие металлинзы особенно перспективны для дронов и спутников наблюдения Земли, где критически важны малый вес и компактность.

Исследование проводилось международной группой ученых из Фридрих-Шиллер-Университета Йены в Германии и опубликовано в журнале Optics Express.