211service.com
Papierdunne lenzen kunnen camera's en holografische displays doen krimpen
Een nieuw nanogestructureerd materiaal maakt het mogelijk om volumineuze lenzen en andere optische apparaten te vervangen door een dunne laag materiaal zoals silicium.
Het voorschot, beschreven in het journaal Wetenschap , zou het mogelijk kunnen maken om sommige cameralenzen van professionele kwaliteit te verkleinen tot de dikte van een creditcard. Het kan ook lichtere, compactere full-color holografische 3D-brillen mogelijk maken, het soort dat wordt ontwikkeld door Microsoft en het door Google overgenomen bedrijf Magische Sprong (zie Magic Leap en het nieuwe idee van Microsoft: een hologram-headset om de realiteit te herschrijven).
Het werk werd een jaar geleden geïnspireerd toen Google Federico Capasso, een professor in toegepaste natuurkunde aan Harvard, benaderde met een uitdaging. Hij had onlangs aangetoond dat hij dunne, nanogestructureerde films kon maken die licht konden manipuleren. De films werkten goed met slechts één kleur, en Google wilde weten of hij de technologie kon laten werken met rood, groen en blauw licht - de kleuren die nodig zijn om kleurenschermen te produceren.
Google zegt dat het werk vooral belangrijk zou zijn voor werk met betrekking tot Google Glass, maar specificeerde niet hoe (Google is gestopt met de verkoop van zijn Glass-apparaat omdat het eraan werkt om het te verbeteren - zie Google Glass Is Dead; Lang leve Smart Glasses).
Capasso heeft een overeenkomst met Google om niet te praten over details van mogelijke toepassingen, maar zegt dat zijn materialen nuttig zijn voor holografische 3D-beeldvorming en augmented reality, waarbij computergegenereerde afbeeldingen over de echte wereld lijken te worden gelegd. De mogelijkheid om meerdere kleuren te manipuleren kan Google helpen om een draagbare versie in kleur van de Magic Leap-technologie te maken - de compacte versie die tot nu toe is gedemonstreerd, geeft alleen een groene afbeelding weer.
Een probleem met de meeste optische materialen is dat ze licht van verschillende golflengten onder verschillende hoeken buigen - de reden waarom prisma's regenbogen creëren. Dit maakt het bijvoorbeeld moeilijk om heldere beelden in een camera te produceren, omdat niet alle golflengten van licht op dezelfde plek worden gefocust. Het is mogelijk om het probleem te corrigeren, maar daarvoor moeten extra lenzen worden toegevoegd. Daarom zijn de hoogwaardige lenzen die professionals gebruiken zo omvangrijk.
Capasso en zijn collega's vonden manieren om alle golflengten onder dezelfde hoek te laten buigen. Het is al lang bekend dat je ultrafijne patronen kunt maken in een plaat metaal, of een ander materiaal, dat licht opsplitst in verschillende kleuren zoals een prisma dat doet. Capasso ontdekte dat het op een precieze manier variëren van dat patroon op nanoschaal ervoor zorgt dat licht van drie verschillende golflengten onder dezelfde hoek afbuigt. Zijn experimentele apparaat manipuleert infrarode golflengten, maar de principes kunnen ook worden toegepast voor zichtbare golflengten, zodat licht dat de dunne laag materiaal binnenkomt wit kan blijven in plaats van te worden opgedeeld in een regenboog. Toch komt het licht er onder een andere hoek uit dan het erin ging. Het eindresultaat is de mogelijkheid om licht te manipuleren met zeer dunne materialen.