Inspirado por un concepto para descubrir exoplanetas con un telescopio espacial gigante, un equipo de investigadores está desarrollando lentes holográficos que convierten la luz de las estrellas visible e infrarroja en una imagen enfocada o en un espectro. El método experimental, detallado en un artículo que aparece el jueves en Informes científicos de la naturaleza , podría usarse para crear una lente flexible liviana, de muchos metros de diámetro, que podría enrollarse para su lanzamiento y desplegarse en el espacio.
"Usamos dos ondas de luz esféricas para producir el holograma, lo que nos da un control preciso sobre la rejilla difractiva registrada en la película y el efecto que tiene en la luz, ya sea separando la luz con súper sensibilidad o enfocando la luz con altaresolución ", dijo Mei-Li Hsieh, investigador visitante en el Instituto Politécnico Rensselaer y experto en óptica y fotónica que estableció una solución matemática para gobernar la salida del holograma." Creemos que este modelo podría ser útil en aplicaciones que requieren un nivel extremadamente altoespectroscopia de resolución espectral, como el análisis de exoplanetas. "
Hsieh, quien también ocupa un puesto docente en la Universidad Nacional Yang Ming Chiao Tung en Taiwain, junto con los físicos de Rensselaer Shawn-Yu Lin y Heidi Jo Newberg, trabajaron con Thomas D. Ditto, un artista e inventor que concibió la idea de untelescopio espacial óptico libre de espejos y lentes de vidrio convencionales y pesados. Ditto trabajó por primera vez en Rensselaer en la década de 1970 y actualmente es investigador visitante en astrofísica.
Los telescopios que deben lanzarse al espacio para beneficiarse de una vista sin obstáculos por la atmósfera de la Tierra están limitados por el peso y el volumen de los espejos de vidrio utilizados para enfocar la luz, que de manera realista pueden tener solo unos pocos metros de diámetro.Lente holográfica flexible y liviana, más propiamente llamada "elemento óptico holográfico", que se usa para enfocar la luz podría tener decenas de metros de diámetro. Tal instrumento podría usarse para observar directamente un exoplaneta, un salto sobre los métodos actuales que detectan exoplanetas basados ensu efecto sobre la luz proveniente de la estrella que orbitan, dijo Newberg, profesor de física, física aplicada y astronomía de Rensselaer.
"Para encontrar la Tierra 2.0, realmente queremos ver exoplanetas mediante imágenes directas; necesitamos poder mirar la estrella y ver el planeta separado de la estrella. Y para eso, necesitamos alta resolución y una grantelescopio ", dijo Newberg, astrofísico y experto en estructura galáctica.
El elemento óptico holográfico es una versión refinada de una lente Fresnel, una categoría de lentes que utilizan anillos concéntricos de prismas dispuestos en un plano plano para imitar la capacidad de enfoque de una lente curva sin el volumen. El concepto de la lente Fresnel -- que fue desarrollado para su uso en faros - data del siglo XIX, con lentes Fresnel de vidrio o plástico de hoy en día que se encuentran en lámparas de automóviles, microópticas y pantallas de cámaras.
Pero aunque los elementos ópticos holográficos de Fresnel, creados al exponer una película de plástico sensible a la luz a dos fuentes de luz a diferentes distancias de la película, no son infrecuentes, los métodos existentes se limitaban a lentes que solo podían enfocar la luz, en lugar deseparándolo en sus colores constituyentes.
El nuevo método permite a los diseñadores enfocar la luz en un solo punto o dispersarla en sus colores constituyentes, produciendo un espectro de colores puros, dijo Lin, autor correspondiente y profesor de física, física aplicada y astronomía en Rensselaer.El método utiliza dos fuentes de luz, ubicadas muy cerca una de la otra, que crean ondas concéntricas de luz que, a medida que viajan hacia la película, se acumulan o cancelan entre sí. Este patrón de convergencia o interferencia se puede ajustar en función delas fórmulas que Hsieh desarrolló. Se imprime, o "graba", en la película como una imagen holográfica y, dependiendo de cómo esté estructurada la imagen, la luz que pasa a través del elemento óptico holográfico se enfoca o se estira.
"Queríamos estirar la luz, para poder separarla en diferentes longitudes de onda. Cualquier lente Fresnel estirará un poco la luz, pero no lo suficiente", dijo Lin, un experto en cristales fotónicos y nano-fotónica. "Connuestro método, podemos tener una súper resolución en un extremo, o súper sensible, con cada color separado. Cuando la luz se estira así, el color es muy bueno, tan puro y vívido como se puede obtener ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Politécnico Rensselaer . Original escrito por Mary L. Martialay. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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