Papperstunna linser kan krympa kameror och holografiska skärmar

Ett nytt nanostrukturerat material gör det möjligt att ersätta skrymmande linser och andra optiska enheter med ett tunt material som kisel.

Förskottet, beskrivet i journalen Vetenskap , skulle kunna göra det möjligt att krympa några kameralinser av professionell kvalitet till tjockleken på ett kreditkort. Det kan också möjliggöra lättare, mer kompakta holografiska 3D-glasögon i full färg, den sort som utvecklats av Microsoft och det Google-förvärvade företaget Magiskt språng (se Magic Leap and Microsofts New Idea: A Hologram Headset to Rewrite Reality).

Arbetet inspirerades för ett år sedan när Google kontaktade Federico Capasso, professor i tillämpad fysik vid Harvard, med en utmaning. Han hade nyligen visat att han kunde bygga tunna, nanostrukturerade filmer som kunde manipulera ljus. Filmerna fungerade bra med bara en färg, och Google ville veta om han kunde få tekniken att fungera med rött, grönt och blått ljus – de färger som behövs för att producera fullfärgsskärmar.

Google säger att arbetet skulle vara särskilt viktigt för arbete relaterat till Google Glass, men angav inte hur (Google har slutat sälja sin Glass-enhet eftersom den arbetar med att förbättra den – se Google Glass Is Dead; Long Live Smart Glasses ).

Capasso har en överenskommelse med Google om att inte prata om detaljer om möjliga applikationer, men säger att hans material är användbart för holografisk 3-D-avbildning och förstärkt verklighet, där datorgenererade bilder verkar vara överlagrade på den verkliga världen. Möjligheten att manipulera flera färger kan hjälpa Google att göra en bärbar fullfärgsversion av Magic Leap-tekniken – den kompakta versionen som den har visat hittills visar bara en grön bild.

Ett problem med de flesta optiska material är att de böjer ljus med olika våglängder i olika vinklar - anledningen till att prismor skapar regnbågar. Detta gör det svårt att producera tydliga bilder i en kamera, till exempel, eftersom inte alla våglängder av ljus fokuseras på samma punkt. Det är möjligt att korrigera för problemet, men det innebär att man lägger till extra linser, vilket är anledningen till att de avancerade linserna som proffs använder är så skrymmande.

Capasso och hans kollegor hittade sätt att få alla våglängder att böjas i samma vinkel. Det har länge varit känt att du kan producera ultrafina mönster i en metallplåt, eller något annat material, som delar upp ljuset i olika färger som ett prisma gör. Capasso fann att att variera mönstret på nanoskala på ett exakt sätt får ljus med tre olika våglängder att böjas i samma vinkel. Hans experimentella enhet manipulerar infraröda våglängder, men principerna skulle kunna användas för synliga våglängder också, så att ljus som kommer in i det tunna materialet kan förbli vitt istället för att brytas upp till en regnbåge. Ändå kommer ljuset ut i en annan vinkel än det gick in. Slutresultatet är förmågan att manipulera ljus med mycket tunna material.

Dölj