MIT打造新型超透镜:无需物理移动也能变焦

据外媒报道,照相机已经存在很长时间,使用抛光玻璃作为镜头的时间则几乎跟它们出现的时间一样长。在抛光玻璃镜头,一个精确的曲率允许镜头聚焦光并提供摄影师锐利的图像。如果想要改变焦点,通常需要透镜通过倾斜、滑动或通过机械部件进行物理移动来实现。

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然而这些机械部件增加了显微镜和望远镜的复杂性和体积。对此,MIT的工程师们开发出了一种新型的可调金属,它可以在不改变物体物理位置或形状的情况下聚焦于多个深度的物体。镜头不是玻璃做的,相反,它使用的是一种透明的相变材料,可以在加热时重新排列原子结构。

当它重新排列原子结构时,材料跟光相互作用的方式也发生了变化。MIT的研究人员使用微小而精确的图案结构蚀刻出这种材料的表面从而形成一种以独特方式折射或反射光线的超表面。当材料的性质发生变化时,超表面的光学函数发生变化。

在MIT的应用中,当材料处于室温时,它会聚焦光线以在一定距离内产生物体的清晰图像。当材料被加热时,原子结构会发生变化从而使超表面将光线重定向到更远的物体上。这使得超透镜无需任何笨重的机械元件就可以调焦。

目前,MIT的超透镜可以在红外波段成像并可以用于制造光学设备如用于无人机的微型热透镜、用于手机的超紧凑热透镜及低损耗夜视镜。MIT的研究人员称,他们的发明能够在不同的深度实现无像差成像的重叠物体定位,进而可以跟传统和更庞大的光学系统展开竞争。

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