Un equipo de investigación dirigido por Penn State Desarrolló un telescopio de panel plano de lente única capaz de tomar imágenes claras de la Luna. Conocido como Metalens, logró mucha mayor precisión y distancia de disparo que cualquier otro metal anterior.
En lugar de usar múltiples elementos dispuestos en grupos (cómo se construye actualmente la óptica en todo, desde lentes de cámara intercambiables hasta teléfonos inteligentes), los metales usan una sola superficie de lente plana cubierta con metasuperficies que manipulan la luz. Se ha demostrado en el pasado que este método puede permitir imágenes primitivas, pero la calidad era mucho peor que los métodos tradicionales. Además, las lentes de metal suelen tener capacidades de teleobjetivo muy pobres.
“Los lentes de cámara tradicionales o los lentes telescópicos tienen una superficie curva de grosor variable, en la que hay protuberancias en el medio y bordes delgados, lo que hace que el lente sea voluminoso y pesado”, dijo el autor correspondiente Xingjie Ni, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática. ciencia en Penn State, explica. . «Las lentes metálicas usan nanoestructuras en la lente en lugar de doblarse para adaptarse a la luz, lo que permite que quede plana».
Ni y su equipo de investigadores se dan cuenta de que, si bien los beneficios potenciales del uso de ópticas metálicas (por ejemplo, ofrecer la posibilidad de cámaras verdaderamente planas que serían una gran ayuda para los teléfonos inteligentes) deben haber sido muy limitados hasta este momento.
Esto es lo que hace que su progresión sea tan emocionante. Por primera vez, los investigadores pudieron demostrar un telescopio refractor metalúrgico de lente única altamente eficiente que pudo tomar una imagen de primer plano de la Luna. Si bien no es «nítida» según los estándares definidos por la óptica de gama alta actual, es mucho más detallada de lo que normalmente se espera de las lentes metálicas.
El equipo ha incluido un video corto que muestra cómo su sistema también puede detectar objetos más cercanos con una precisión mucho mayor de lo que la mayoría de la gente esperaría de los minerales:
Hicieron esto aumentando el tamaño de sus minerales de lo que generalmente es de solo dos milímetros de ancho a ocho centímetros de diámetro (unas cuatro pulgadas), lo que les permitió desplegarse con éxito en un sistema óptico más grande, como un telescopio. No solo pudieron aumentar el tamaño del metal, sino que también pudieron desarrollar un método de fabricación lo suficientemente simple como para producirlo en grandes cantidades.
Los minerales grandes pudieron capturar una imagen clara de la superficie lunar y lograron una mayor resolución para los objetos que estaban más lejos de la supersuperficie que cualquier mineralogía desarrollada anteriormente. A continuación se muestra una foto del telescopio con un diagrama de cómo se organizan los metales:
Los resultados son prometedores, pero todavía hay margen de mejora. El equipo dice que antes de que sus métodos puedan aplicarse a las cámaras modernas y las expectativas que conllevan, deben abordar los problemas de aberración cromática que sufre actualmente la lente. Los sistemas ópticos típicos corrigen la aberración cromática apilando una serie de lentes de diferentes formas y tratados, pero esta no es una opción para lentes simples planas.
«Estamos explorando diseños más pequeños y complejos en el rango visible y compensaremos varias aberraciones ópticas, incluida la aberración cromática», dice Ni.
El trabajo de investigación completo del equipo titulado Telescopio Metallense de Alta Eficiencia con Apertura de 80mm Publicado en nano letras.
Créditos de la imagen: Jeff Shi/Penn State
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