На протяжении веков оптические линзы изготавливались из изогнутого стекла или пластика, что позволяло преломлять свет для создания четких изображений. Однако рост преломляющей силы традиционных линз требует утолщения их структуры, что приводит к увеличению веса и габаритов – существенное ограничение для улавливания слабого света далеких галактик.
Для астрономических задач часто применяют массивные изогнутые зеркала, позволяющие уменьшить толщину оптической системы, а альтернативные решения, например, френелевы зонные пластины, обеспечивают компактность, но страдают от хроматической аберрации из-за различного угла дифракции длин волн.
Исследовательская группа под руководством профессора Раджеша Менона из Университета Юты в сотрудничестве с Price College of Engineering разработала первый в своем роде плоский объектив, способный фиксировать полноцветное изображение. В команду вошли Александр Инголд и Монжурул Мим из лаборатории Менона, Таннер Обрей и Пол Рикетт из департамента физики и астрономии, а также Николь Бримхолл, представляющая Oblate Optics.
Разработка описана в исследовании «Color astrophotography with a 100 mm-diameter f/2 polymer flat lens», опубликованном в журнале Applied Physics Letters. Новая конструкция основана на микроструктурном паттернировании концентрическими кольцами на полимерном субстрате, что позволяет минимизировать рассеивание света и избежать цветовых искажений, характерных для предыдущих легких дизайнов.
Передовые вычислительные методы позволили смоделировать работу объектива в широком диапазоне – от видимого до ближнего инфракрасного излучения. Оптимизация микроструктуры, решающая задачи с огромными объемами данных, затем воплощалась посредством строгого контроля производственного процесса в условиях стабильной экосистемы Utah Nanofab.
Прототип демонстрирует высокую эффективность именно в астрофотографии, где компактность и снижение веса играют ключевую роль для установки оборудования на воздушных и космических платформах. Тестовые снимки Солнца и Луны убедительно подтверждают способность объектива точно передавать цвета даже при минимальных габаритах системы.
Новая технология сочетает большую преломляющую силу традиционных линз с преимуществами легкости и миниатюризации. Такой объектив способен кардинально изменить подход к созданию оптических приборов, позволяя получать высокоточные изображения при значительном сокращении массы и размеров.
Демонстрационная модель открывает перспективы для разработки светособирательных систем с очень большим апертурным размером и полноцветной передачей. Как отметил Апратим Маджумдер, «Наша демонстрация является важным шагом на пути создания очень больших по апертуре легких плоских объективов, способных захватывать полноценные цветные изображения для использования в воздушных и космических телескопах».
Инновация в области оптики позволяет преодолеть статус-кво традиционных методов и задает новый вектор развития компактных систем, что имеет решающее значение для космических исследований и высокоточной астрофотографии.
Изображение носит иллюстративный характер
Для астрономических задач часто применяют массивные изогнутые зеркала, позволяющие уменьшить толщину оптической системы, а альтернативные решения, например, френелевы зонные пластины, обеспечивают компактность, но страдают от хроматической аберрации из-за различного угла дифракции длин волн.
Исследовательская группа под руководством профессора Раджеша Менона из Университета Юты в сотрудничестве с Price College of Engineering разработала первый в своем роде плоский объектив, способный фиксировать полноцветное изображение. В команду вошли Александр Инголд и Монжурул Мим из лаборатории Менона, Таннер Обрей и Пол Рикетт из департамента физики и астрономии, а также Николь Бримхолл, представляющая Oblate Optics.
Разработка описана в исследовании «Color astrophotography with a 100 mm-diameter f/2 polymer flat lens», опубликованном в журнале Applied Physics Letters. Новая конструкция основана на микроструктурном паттернировании концентрическими кольцами на полимерном субстрате, что позволяет минимизировать рассеивание света и избежать цветовых искажений, характерных для предыдущих легких дизайнов.
Передовые вычислительные методы позволили смоделировать работу объектива в широком диапазоне – от видимого до ближнего инфракрасного излучения. Оптимизация микроструктуры, решающая задачи с огромными объемами данных, затем воплощалась посредством строгого контроля производственного процесса в условиях стабильной экосистемы Utah Nanofab.
Прототип демонстрирует высокую эффективность именно в астрофотографии, где компактность и снижение веса играют ключевую роль для установки оборудования на воздушных и космических платформах. Тестовые снимки Солнца и Луны убедительно подтверждают способность объектива точно передавать цвета даже при минимальных габаритах системы.
Новая технология сочетает большую преломляющую силу традиционных линз с преимуществами легкости и миниатюризации. Такой объектив способен кардинально изменить подход к созданию оптических приборов, позволяя получать высокоточные изображения при значительном сокращении массы и размеров.
Демонстрационная модель открывает перспективы для разработки светособирательных систем с очень большим апертурным размером и полноцветной передачей. Как отметил Апратим Маджумдер, «Наша демонстрация является важным шагом на пути создания очень больших по апертуре легких плоских объективов, способных захватывать полноценные цветные изображения для использования в воздушных и космических телескопах».
Инновация в области оптики позволяет преодолеть статус-кво традиционных методов и задает новый вектор развития компактных систем, что имеет решающее значение для космических исследований и высокоточной астрофотографии.