MIT打造新型超透鏡:無需物理移動也能變焦
據外媒報導,照相機已經存在很長時間,使用拋光玻璃作為鏡頭的時間則幾乎跟它們出現的時間一樣長。在拋光玻璃鏡頭,一個精確的曲率允許鏡頭聚焦光並提供攝影師銳利的圖像。如果想要改變焦點,通常需要透鏡通過傾斜、滑動或通過機械部件進行物理移動來實現。
然而這些機械部件增加了顯微鏡和望遠鏡的複雜性和體積。對此,MIT的工程師們開發出了一種新型的可調金屬,它可以在不改變物體物理位置或形狀的情況下聚焦於多個深度的物體。鏡頭不是玻璃做的,相反,它使用的是一種透明的相變材料,可以在加熱時重新排列原子結構。
當它重新排列原子結構時,材料跟光相互作用的方式也發生了變化。MIT的研究人員使用微小而精確的圖案結構蝕刻出這種材料的表面從而形成一種以獨特方式折射或反射光線的超表面。當材料的性質發生變化時,超表面的光學函數發生變化。
在MIT的應用中,當材料處於室溫時,它會聚焦光線以在一定距離內產生物體的清晰圖像。當材料被加熱時,原子結構會發生變化從而使超表面將光線重定向到更遠的物體上。這使得超透鏡無需任何笨重的機械元件就可以調焦。
目前,MIT的超透鏡可以在紅外波段成像並可以用於製造光學設備如用於無人機的微型熱透鏡、用於手機的超緊湊熱透鏡及低損耗夜視鏡。MIT的研究人員稱,他們的發明能夠在不同的深度實現無像差成像的重疊物體定位,進而可以跟傳統和更龐大的光學系統展開競爭。