Способность обыкновенных линз менять направление лучей, манипулируя размерами и формой изображения, определяется ее геометрией. Это накладывает принципиальные ограничения на размеры и форму линзы. Альтернативный подход предлагают «металинзы», оптические системы, работающие за счет мельчайших, часто наноразмерных структур, которые преломляют и отражают свет.
Однако скорости движения волн разной длины слегка различны, поэтому они преломляются по-разному. В призмах этот эффект применяется для расщепления белого света на радугу. Он же существенно ограничивает возможности металинз – как правило, нанесенные на них микроструктуры эффективны лишь для волн определенной части спектра. Для обычных оптических систем проблема решается сочетанием нескольких линз. Решение для металинз представили недавно разработчики из Школы инженерии и прикладных наук (SEAS) при Гарвардском университете.
В статье, опубликованной журналом Nature Nanotechnology, Федерико Капассо (Federico Capasso) и его команда описывают систему, полученную на основе нанопленок диоксида титана. Используя просчитанные формы и размеры наноструктур на них, ученые сумели эффективно работать с волнами разной длины, добившись одинакового преломления видимого света в широком диапазоне частот (от 470 до 670 нм) и фокусировки их лучей в одной точке.
Авторы уже продемонстрировали такие ахроматические металинзы в работе. «Металинзы тонки, просты в производстве и дешевы, – подчеркивает профессор Капассо. – Наша находка расширяет действие этих преимуществ на весь видимый спектр. Это большой шаг вперед». Сообщается, что Офис технологического развития (OTD) Гарвардского университета уже получил патент на новый метод и рассматривает возможности его коммерциализации.
Наука
Роман Фишман
