Миниатюрное оптическое устройство заменит объектив
В каждом телескопе есть большой зазор между окуляром и объективом, чтобы дать свету пространство для распространения. Любое оптическое устройство, будь то микроскоп, фотоаппарат или телескоп, получает изображение благодаря тому, как движется пучок света внутри него. Но как можно обеспечить распространение света в тонком, как бумага, листе материала?
Исследователи из Оттавского университета нашли решение этой проблемы. Они создали оптический элемент, который получил название «пространственная пластина» (spaceplate). Она имитирует явления, которые испытал бы свет, путешествуя между окуляром и объективом, но в масштабе менее 10 микрометров. В некотором смысле пространственная пластина является аналогом объектива — она выполняет те же функции при намного меньшем размере.
Авторы хотели проверить, что произойдет, если пытаться управлять движением света, изменяя не положение светового луча, а угол его движения. Линзы обычно изменяют положение луча, но новый оптический элемент как будто переносит входящий луч немного ниже, в результате чего выходящий пучок остается параллельным входящему, но распространяется после прохождения линзы на другой высоте. В целом этот эффект похож на то, что происходит в классических оптических системах, но реализован в гораздо более меньших масштабах.
По словам авторов, их пространственную пластину можно использовать для миниатюризации многих оптических систем, будь то дисплей или датчик. Например, усовершенствованная пластина может позволить создавать тонкие, как бумага, телескопы или камеры. При помощи нее также можно создать такие мобильные камеры, которые не будут выступать за корпус даже самых тонких устройств.
Статья об открытии опубликована в журнале Nature Communications.
Новая «пространственная пластина» поможет распрощаться большими объективами фотоаппаратов, длинными тубами телескопов и выступами камер смартфонов. Толщиной всего несколько микрометров, эта структура заменяет собой большой объектив