Физики сделали металинзу с четким переменным фокусом
Ученые изобрели металинзу для ИК-диапазона с фокусным расстоянием, переключаемым между 1,5 и 2 миллиметрами. Переключение обеспечивается переходом между кристаллическим и аморфным состоянием вещества метаатомов, cходно тому, как работает перезаписываемый компакт-диск. Коэффициент контрастности линзы достигает 29 децибел с незначительными оптическими искажениями, чего ранее не демонстрировали никакие другие настраиваемые металинзы. Статья опубликована в Nature Communications.
Обычные линзы отклоняют лучи света за счет формы своей поверхности. В отличие от них, металинзы используют волновые свойства света, и изменяют траекторию лучей при помощи миниатюрных антенн, встроенных в массив материала. Объектив из обычных линз — сложное и дорогое механическое устройство, поскольку не существует способа принципиально упростить полировку стекол или зеркал. Кроме того, поскольку качественный объектив не может использовать только одну линзу, в них помещают набор из нескольких, что дополнительно увеличивает размер устройства.
В свою очередь, металинзы потенциально лишены этого недостатка, поскольку имеют толщину в пределах десятков микрон, зато обладают множеством преимуществ, например, возможностью преодолеть стандартный дифракционный предел. Вдобавок, если обычный объектив управляется изменением расстояния между линзами, то в объективе из металинз их не обязательно двигать: достаточно локально менять оптические свойства поверхности, что работает аналогично сгибанию стеклянной линзы или металлического зеркала. Так, в 2017 году ученые сделали металинзы, меняющие фокусное расстояние вследствие фазового перехода материала подложки, однако фокус у этой линзы был не вполне четкий.