Imagine cámaras digitales o teléfonos inteligentes sin los lentes voluminosos o anteojos con lentes finos como el papel.
Los investigadores siempre han pensado que las lentes ópticas planas y ultrafinas para cámaras u otros dispositivos son imposibles debido a la forma en que todos los colores de la luz deben doblarse a través de ellas. En consecuencia, los fotógrafos han tenido que soportar lentes curvos más pesados y pesados. PeroEl profesor de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Utah, Rajesh Menon, y su equipo han desarrollado un nuevo método para crear ópticas planas y delgadas que aún pueden realizar la función de doblar la luz en un solo punto, el paso básico para producir una imagen.
Sus hallazgos se publicaron en un nuevo artículo, "Lentes difractivas corregidas por aberración cromática para el enfoque de banda ultra ancha", en la edición actual de Informes científicos . El estudio fue en coautoría de los estudiantes de doctorado Peng Wang y Nabil Mohammad de la Universidad de Utah.
"En lugar de que la lente tenga una curvatura, puede ser muy plana, por lo que obtienes oportunidades de diseño completamente nuevas para sistemas de imágenes como los de tu teléfono móvil", dice Menon. "Nuestros resultados corrigen una idea errónea generalizada de que las lentes planas y difractivasno se puede corregir para todos los colores simultáneamente "
Para capturar una imagen fotográfica en una cámara o para que sus ojos se enfoquen en una imagen a través de anteojos, los diferentes colores de luz deben pasar a través de las lentes y converger en un punto del sensor de la cámara o en la retina del ojo.La luz se curva a través de lentes curvadas se basa en el concepto centenario conocido como refracción, un principio que es similar a cuando se pone un lápiz en un vaso de agua y se nota que se "dobla" en el agua.utilizará una pila de múltiples lentes curvas para enfocar todos los colores de la luz en un solo punto. Se necesitan múltiples lentes porque los diferentes colores se doblan de manera diferente, y están diseñados para garantizar que todos los colores tengan el mismo foco.
Menon y su equipo descubrieron una forma de diseñar una lente plana que puede ser 10 veces más delgada que el ancho de un cabello humano o millones de veces más delgada que la lente de una cámara en la actualidad. Lo hacen a través de un principio conocido como difracción en el que la luzinteractúa con microestructuras en la lente y se dobla.
"En la naturaleza, vemos esto cuando miras ciertas alas de mariposa. El color de las alas es de difracción. Si miras un arco iris, es de difracción", dice. "Lo nuevo es que mostramos que podríamosen realidad, diseñan la curvatura de la luz a través de la difracción de tal manera que los diferentes colores se enfocan en el mismo punto. Eso es lo que la gente creía que no se podía hacer ".
Los investigadores de Menon usan algoritmos especialmente creados para calcular la geometría de una lente para que diferentes colores puedan pasar a través de ella y enfocarse en un solo punto. La lente resultante, llamada "lente superacromática", puede estar hecha de cualquier material transparente comocomo vidrio o plástico.
Otras aplicaciones de este potencial sistema de lentes incluyen dispositivos médicos en los que los endoscopios más delgados y livianos pueden asomarse al cuerpo humano. También podría usarse para drones o satélites con cámaras más livianas en las que es crítico reducir el peso.cámaras con alimentación que no requieren que la lente salga del cuerpo delgado del teléfono, como lo hace ahora la lente para el iPhone 6S.
Ahora que Menon y su equipo han demostrado que el concepto puede funcionar, cree que las primeras aplicaciones de su investigación podrían hacerse realidad en cinco años.
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Materiales proporcionado por Universidad de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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