Nanostrukturer revolutionerar linsdesign

Den platta och ultratunna linsen som forskare vid Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) i Massachusetts har skapat kallas för "metalins". Namnet är sprunget ur att den plana ytan för det infallande ljuset har en speciell nanostruktur för att fokusera ljuset korrekt. Metalinsen kan komma att revolutionera optiska konstruktioner för både mobiltelefoner och kameror genom sin design och vikt.

Det största problemet som forskarna stött på har varit att lösa den kromatiska aberrationen, alltså att få alla färger över det synliga ljusets spektrum att brytas rätt. Detta problem löser den vanliga linsdesignen genom sina runda ytor och användningen av flera linser i ettobjektiv.

Men nu har forskare hittat en omväg: att kontrollera hastigheten för olika våglängder (färger) genom att skapa en sorts labyrint för de olika färgerna. Genom så kallade nano-fenor i titandioxid kan färgerna justeras separat, och därmed den kromatiska aberrationen stävjas. Ljuset kan sedan fokuseras med en noggrannhet mindre än våglängden på ljuset, vilket öppnar upp för högre upplösning.

Nuvarande linsdesign som testas för nanostrukturen har ett bländarvärde motsvarande f/0,2.

Nästa mål är att skala upp lösningen till linser som är 1 cm stora, vilket gör att dessa går att använda i både VR-applikationer, mobiltelefoner och kameror. Materialet som används gör det också möjligt att skala upp produktionen i vanliga fabriker genom en enkel process.