Физики научились печатать объективы диаметром в волос

22.04.2016 Hi-tech

Физики из Университета Штуттгарта напечатали серию одно-, двух- и трех линзовых объективов, диаметр которых не превышает 200 микрон. Объективы крепятся к светочувствительной матрице либо оптоволокну, и, благодаря их маленьким размером, смогут вводиться в тело человека через шприц. Изучение размещено в издании Nature Photonics, коротко о нем информирует Phys.org.

хода лучей и Схемы объективов, падающих под различными углами. Снизу — смоделированные фотографии тестовой таблицы. Timo Gissibl et al. / Nature Photonics, 2016

Для объективов авторы применяли способ 3D-печати, совмещенный с литографическими процессами. Будущий материал для линзы наносился слой за слоем, по 100 нанометров в слое, и обрабатывался фемтосекундными импульсами лазера. Последние изменяли химические особенности материала, что разрешало растворить лишние фрагменты и взять линзы заданной формы.

Для увеличения точности печати ученые применяли эффект двухфотонного поглощения.

Фотография объектива, напечатанного на оптоволоконном кабеле.Физики научились печатать объективы диаметром в волос Timo Gissibl et al. / Nature Photonics, 2016

Серия объективов, напечатанных физиками (сверху). Изображения, полученные на светочувствительной матрице с их помощью (снизу). Timo Gissibl et al. / Nature Photonics, 2016

Физики отмечают, что целый путь от разработки до конкретно создания объектива занимает всего лишь пара часов. В частности, авторам удалось изготовить трехлинзовый объектив-триплет, располагаемый на оптоволоконном кабеле. С его помощью возможно фокусироваться на объектах, расположенных в трех миллиметрах от объектива и передавать изображение по 1,7-метровому оптоволокну.

Слева снизу — постановка опыта по съемке посредством оптоволокна. Слева сверху — снимок волокна в профиль. Справа — примеры снимков. Timo Gissibl et al. / Nature Photonics, 2016

Напечатанные объективы владеют высоким разрешением — так, в центре изображения эта величина доходит до 400 линий на миллиметр. Компьютерное моделирование предвещает, что для применяемых объективов возможно добиться разрешения на 25 процентов большего. Помимо этого, авторы допускают, что на линзы возможно будет нанести антиотражающие покрытия и дополнительно улучшить уровень качества оптических устройств.

Миниатюрные камеры смогут применяеться в эндоскопических изучениях —как в индустрии, так и в медицине. В частности, авторы утверждают, что посредством созданной разработке теоретически вероятно создать миниатюрные микроскопы и в реальном времени изучать активность нейронов.

Для сверхкомпактных камер инженеры применяют разные подходы. К примеру, несколько английских физиков применяя метаматериалы создала плоские линзы, не уступающие по качеству современным объективам микроскопов. Позднее инженерам удалось «модифицировать»;http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/fotony-v-metalinze-podelyatsya-na-levykh-pravykh материал линз так, дабы научить их различать свет с различной поляризацией и фокусировать его в различных точках.

Второй подход к миниатюризации камер — полный отказ от применения объективов.

Создатель: Владимир Королёв

Случайные записи:

Just So Stories Audiobook by Rudyard Kipling


Похожие статьи, которые вам понравятся: