Het oneven, golvend patroon dat het resultaat is van het bekijken van bepaalde telefoon- of computerschermen door een gepolariseerde bril, heeft ertoe geleid dat onderzoekers een stap hebben gezet in de richting van dunner, lichtere lenzen. Moiré genoemd, het patroon wordt gemaakt door een materiaal met ondoorzichtige en doorschijnende delen onder een hoek over een ander materiaal met een vergelijkbaar contrast te leggen.

Een team van onderzoekers van de Tokyo University of Agriculture and Technology, TUAT, in Japan hebben aangetoond dat moiré metalenses — kleine, lenzen met patronen die zijn samengesteld uit kunstmatige 'meta'-atomen - kunnen de brandpuntsafstand afstemmen op een groter bereik dan eerder werd gezien. Ze publiceerden hun resultaten op 23 november in Optica Express .

"Metalenses hebben veel belangstelling getrokken omdat ze zo dun en licht van gewicht zijn, en kan worden gebruikt in ultracompacte beeldvormingssystemen, zoals toekomstige smartphones, virtuele werkelijkheidsbeschermende brillen, drones of microbots, " zei papierschrijver Kentaro Iwami, universitair hoofddocent bij de TUAT afdeling Mechanical Systems Engineering.

Het probleem, Iwami zei, is dat om de metalenses compact genoeg te houden voor gebruik in de gewenste toepassingen, ze hebben een beperkt brandpuntsafstembereik voor zicht. brandpuntsafstand, gemeten in millimeters, is de beeldhoek en sterkte van de vergroting en wordt bepaald door de lensvorm.

Een bolle lens, die een positieve brandpuntsafstand heeft, brengt lichtstralen naar een enkel punt, terwijl een holle lens, met een negatieve brandpuntsafstand, verstrooit de lichtstralen. Wanneer gecombineerd in varifocale lenzen, het resultaat is een completer, scherper beeld, maar het afstemmen van de brandpuntsafstand van negatief naar positief in zoiets compacts als een metalens is lastig, volgens Iwami.

"We ontdekten dat afstemming van de brede brandpuntsafstand van convex naar concaaf kan worden bereikt door roterende moiré metalenses, ' zei Iwami.

De onderzoekers ontwikkelden metalenses met contrastrijke kunstmatige "meta" -atomen samengesteld uit amorfe silicium achthoekige pilaren. Toen ze de ene meta-lens over de andere legden, het maken van het moirépatroon, en draaide ze, ze zouden infrarood licht kunnen gebruiken om de brandpuntsafstand van de lenzen af ​​te stemmen.

Vervolgens zijn de onderzoekers van plan om de afstemming van een brede brandpuntsafstand op een zichtbare golflengte te demonstreren, en de kwaliteit van de lens verbeteren, met als uiteindelijk doel een ultracompact beeldvormingssysteem te realiseren.