Een lens die duizend keer dunner is dan een mensenhaar is in Brazilië ontwikkeld door onderzoekers van de São Carlos School of Engineering (EESC-USP) van de Universiteit van São Paulo. Het kan dienen als cameralens in smartphones of worden gebruikt in andere apparaten die afhankelijk zijn van sensoren.

"In de huidige technologische context, de toepassingen zijn bijna onbeperkt, "Emiliano Rezende Martins, een professor aan de afdeling Elektrotechniek en Informatica van het EESC-USP en laatste auteur van een gepubliceerd artikel over de uitvinding, vertelde Agência FAPESP.

Het artikel is getiteld "Op metalenses met willekeurig breed gezichtsveld" en is gepubliceerd in: ACS Fotonica . De studie werd ondersteund door FAPESP via een beurs voor een onderzoeksstage in het buitenland toegekend aan Augusto Martins, doctoraat kandidaat en hoofdauteur van de paper.

De lens bestaat uit een enkele nanometrische laag silicium op arrays van nanoposten die interageren met licht. De structuur is gedrukt door fotolithografie, een bekende techniek die wordt gebruikt om transistors te fabriceren.

Dit soort lens staat bekend als een metalens. Metalenses werden tien jaar geleden voor het eerst ontwikkeld en bereiken de hoogste resolutie die fysiek haalbaar is, met behulp van een ultradunne reeks kleine golfgeleiders, een meta-oppervlak genaamd, dat licht buigt als het door de lens gaat.

Volgens Rezende Martins, metalenses hebben lang het probleem gehad dat de gezichtshoek extreem klein is (minder dan 1 °). "Een manier om het probleem op te lossen is om metalenses te combineren, complexe structuren vormen, " hij zei.

Gebaseerd op het besef dat in een conventionele lens een toename van de brekingsindex het gezichtsveld vergroot in verhouding tot de vlakheid van de lens, de auteurs ontwierpen een metalens om een ​​volledig platte lens na te bootsen met een oneindige brekingsindex, wat niet mogelijk was met een conventionele lens.

"Onze lens heeft een willekeurig gezichtsveld, die idealiter 180° kan bereiken zonder beeldvervorming, " zei Rezende Martins. "We hebben de doeltreffendheid ervan getest voor een hoek van 110°. Met grotere kijkhoeken, lichtenergie neemt af door het schaduweffect, maar dit kan worden gecorrigeerd door nabewerking."

Het combineren van metalenses voorkomt superresolutie, maar de verkregen resolutie is voldoende voor alle conventionele toepassingen. Martins testte de metalens met een 3D-geprinte camera en verkreeg beelden in hoge resolutie met een breed gezichtsveld. "Tot nu toe zijn we er alleen in geslaagd om in het groen te fotograferen, maar in de komende maanden zullen we de lens upgraden zodat alle kleuren haalbaar zijn, " hij zei.