Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег РИА Наука
РИА Наука

Физики из Германии научились печатать линзы размером с волос

© Фото : Timo GissiblМиниатюрная камера, напечатанная прямо на чипе
Миниатюрная камера, напечатанная прямо на чипе
Инженеры из Германии научились "печатать" миниатюрные линзы толщиной с человеческий волос прямо на чипе или внутри какого-то устройства при помощи 3D-принтера, что открывает дорогу к созданию действительно "шпионских" камер размером с песчинку.

МОСКВА, 27 июн – РИА Новости. Инженеры из Германии научились "печатать" миниатюрные линзы толщиной с человеческий волос прямо на чипе или внутри какого-то устройства при помощи 3D-принтера, что открывает дорогу к созданию действительно "шпионских" камер размером с песчинку, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

Линза-“пузырь” на подложке из золота, разогреваемая лучом лазера. Иллюстрация авторов статьи.
Физики научились превращать пузыри плазмы в экзотические линзыУченые превратили плазменные пузыри в сверхгибкие оптические линзы, пытаясь найти замену плазмонным резонаторам - наноструктурам из кусочков металла, способным преобразовать свет в другие виды электромагнетизма и наоборот.
Миниатюризация камер и других оптических систем фактически остановилась в последние годы из-за того, что уменьшение размеров линз накладывает на них все более строгие требования по качеству изготовления. Ученые пытаются преодолеть эти барьеры, используя все более экзотические приборы – жидкие линзы из капель воды, плазмонные резонаторы и даже "нанопузыри" из горячей плазмы, чьей работой можно управлять при помощи лазера.

Тимо Гиссибль (Timo Gissibl) из университета Штутгарта (Германия) и его коллеги нашли решение для всех проблем, мешавших миниатюризации линз, научившись печатать линзы произвольной формы и размеров при помощи трехмерного "лазерного" принтера.

В отличие от обычных 3D-принтеров, его "лазерная" разновидность работает методом от противного – она "вытачивает" предмет нужной формы из болванки стекла или особого светочувствительного материала, а не собирает его послойно. Подобный подход, по словам Гиссибля и его коллегам, позволяет достигать субмикронной точности в изготовлении линз, что необходимо для их миниатюризации.

© Фото : Timo GissiblТройная линза толщиной меньше человеческого волоса
Тройная линза толщиной меньше человеческого волоса

Для изготовления линзы, по словам ученых, необходимо нанести на стеклянную болванку несколько слоев специального материала, который будет мешать лазеру испарять стекло или полимер, затем обработать его фемтосекундными импульсами мощного лазера (фемто- 10 в минус 15 степени), нанести заново "защитную краску" и повторять эту процедуру до тех пор, пока линза не будет готова.

Этот процесс, как отмечают исследователи, длится недолго – изготовление одной микролинзы занимает всего несколько часов, что выгодно отличает его от альтернативных методик создания миниатюрных оптических приборов.

Глаза насекомых помогли ученым создать идеальную широкоугольную камеруУченые давно пытаются создать аналог фасеточного глаза, однако его "копирование" всегда сталкивается с проблемой хрупкости ее компонентов. Ученые из университета штата Колорадо в Боулдере обошли это препятствие, наклеив линзы на растягивающийся пластик и соединив светочувствительные матрицы при помощи проводников, заплетенных в змейку.

В качестве демонстрации физики из Германии создали миниатюрную камеру размерами, содержащую в себе 1600 пикселей размерами 1,4 на 1,4 микрометра, напечатав линзы прямо на поверхности микрочипа, а также набор линз диаметром в 120 микрометров и толщиной в 100 микрометров. Таким образом, даже тройной набор подобных линз с подключенным к ним оптоволокном оказался не толще, чем типичный человеческий волос.

У данных линз и системы по ее изготовлению, как рассказывает Гиссибль, есть масса применений – к примеру, миниатюрные камеры на их основе можно будет вводить в организм человека через обычный шприц, так как они будут проходить через инъекционную иглу. Чуть более крупные наборы линз будут способны получать полноцветную картинку, свободную от искажений, что позволит применять их для поиска дефектов в лезвиях ножей, скальпелей и прочих тонких приборов, а также для создания систем слежения и других сложных оптических устройств.

Рекомендуем
Мобильное приложение Сбербанк онлайн
Сбербанк отменил бесплатные СМС и push-уведомления о переводах
Члены участковой избирательной комиссии во время подсчета голосов на избирательном участке в Минске в единый день голосования в Белоруссии
ЦИК Белоруссии объявил о победе Лукашенко на выборах
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала