Obiectivul telescopului plat, subțire de ras ar putea schimba jocul în imagini spațiale profunde-iar producția ar putea începe în curând

Un nou tip de lentilă de telescop, subțire de ras, ar putea transforma stargazingul în spațiu adânc, făcând posibilă montarea telescoapelor ușoare, dar puternice, pe aeronave și sateliți, spun oamenii de știință.

Telescoape refractor Utilizați în mod normal lentile curbate pentru a mări obiecte îndepărtate printr -un proces numit refracţie. Similar cu o lupă, obiectivul curbat al unui telescop îndoaie lumina și o direcționează către un punct focal, făcând ca obiectele să pară mai mari.

Cu toate acestea, lentilele tradiționale devin rapid nepractice pentru telescoapele spațiale care studiază stele sau galaxii milioane de ani lumină distanță. Acest lucru se datorează faptului că, cu cât este mai departe un obiect, cu atât este necesară o mărire mai mare pentru a -l pune în focalizare și, prin urmare, trebuie să fie lentila mai groasă și mai grea.

De aceea, oamenii de știință au explorat lentile plate, care, în teorie, ar trebui să fie mai ușoare și mai puțin voluminoase. Cu toate acestea, provocarea cu ei este că lumina interacționează cu ei diferit decât cu lentilele curbate.

Lumină vizibilă este un tip de radiații electromagneticecare este transmis în unde sau particule la diferite lungimi de undă și frecvențe. Când lumina trece printr -o lentilă plană, aceasta se difuzează, împrăștind lungimi de undă în mai multe direcții și rezultând o imagine neclară, nefocalizată.

Dar un nou „obiectiv difractiv pe mai multe niveluri” (MDL) dezvoltat de oamenii de știință prezintă o structură pe mai multe niveluri constând din „inele concentrice microscopice mici”. Acestea canalizează în mod eficient lungimile de undă diferite de lumină către același punct focal pentru a crea o imagine ascuțită, accidentată în culori.

Înrudite: Am putea transforma soarele într -un telescop gigantic?

Noul lentilă cu diametrul de 100 de milimetri (3,9 inci), care are o distanță focală de 200 mm (7,8 in), are doar 2,4 micrometri grosime. Optimizat pentru intervalul de lungime de undă de 400 până la 800 nm pentru lumina vizibilă, acest obiectiv este mult mai ușor decât un obiectiv curbat convențional și elimină distorsiunile de culoare.

Oamenii de știință și -au publicat concluziile pe 3 februarie în jurnal Scrisori de fizică aplicată. Studiul a fost finanțat de Agenția de proiecte de cercetare avansată de apărare (DARPA), NASA și biroul de cercetare navală.

„Demonstrația noastră este o piatră de pas spre crearea de lentile plate ușoare cu deschidere foarte mare, cu capacitatea de a captura imagini în culori complete pentru a fi utilizate în telescoapele bazate pe aer și spațiu”, autorul studiului principal Apratim Majumderprofesor asistent în inginerie electrică și informatică la Universitatea din Utah, a spus într -un declaraţie.

Înaintea curbei

Oamenii de știință au conceput lentile plate în trecut, în special Placa de zonă Fresnel (FZP)care prezintă creste concentrice gravate pe suprafață. Cu toate acestea, crestele FZPS rup lumina în lungimi de undă separate și le difuzează în unghiuri diferite, ceea ce duce la distorsiuni de culoare.

MDL este unic prin faptul că inelele sale concentrice există la diferite adâncimi în cadrul obiectivului în sine. Pe măsură ce lumina trece, indentările microscopice ajustează modul în care se diferă diferite lungimi de undă, împiedicându -le să se răspândească așa cum ar face în mod normal. Această difracție controlată aduce toate lungimile de undă ale luminii în focalizare în același timp, rezultând o imagine mai ascuțită, accidentată în culori.

Pe lângă faptul că evită distorsiunile de culoare ale FZP-urilor, cercetătorii au spus că noua lentilă plană a oferit aceeași putere de îndoire a luminii ca și lentilele curbate tradiționale. În studiu, au folosit MDL pentru a surprinde imagini cu soarele și luna. Imaginile lunare pe care le -au luat au dezvăluit caracteristici geologice cheie, în timp ce le -au folosit și în imagini solare pentru a capta petele solare vizibile.

„Simularea performanței acestor lentile pe o lățime de bandă foarte mare, de la vizibile la infraroșu aproape, a implicat rezolvarea unor probleme de calcul complexe care implică seturi de date foarte mari”, a spus Majumder în declarație. „După ce am optimizat proiectarea microstructurilor obiectivului, procesul de fabricație a necesitat un control foarte strict al procesului și stabilitatea mediului.”

Cercetătorii au spus că tehnologia are aplicații în astronomie, Astrofotografie și alte „sarcini imagistice pe distanțe lungi”, inclusiv „aplicații imagistice în aer și spațiu”. Mai mult, este posibil ca producția să nu fie departe.

„Tehnicile noastre de calcul au sugerat că am putea proiecta lentile plate difractive pe mai multe niveluri, cu deschideri mari, care ar putea concentra lumina pe spectrul vizibil și avem resurse în Nanofabul din Utah pentru a le face de fapt”, coautor de studiu Rajesh Menon, Profesorul de inginerie electrică și informatică la Universitatea din Utah, a declarat în declarație.

Owen Hughes este un scriitor și redactor independent specializat în date și tehnologii digitale. Anterior, redactor senior la Zdnet, Owen a scris despre tehnologie de mai bine de un deceniu, timp în care a acoperit totul, de la AI, cibersecuritate și supercomputere până la limbajele de programare și sectorul public. Owen este interesat în special de intersecția tehnologiei, a vieții și a muncii – în rolurile sale anterioare la ZDNET și TechRepublic, a scris pe larg despre conducerea afacerilor, transformarea digitală și dinamica în evoluție a muncii la distanță.