Мощная оптика может быть компактной: ученые создают очки-телескопы

МОСКВА, 17 фев — РИА Новости. Ученые Самарского университета нашли способ разработки принципиально новых, компактных и простых изображающих систем, который позволит в будущем создать мощную и компактную оптику, например, очки-телескопы. Результаты исследования опубликованы в журнале "Компьютерная оптика".

Классическая изображающая оптическая система состоит из сферических линз и зеркал. Сферическая поверхность формируется на очень простом оборудовании с несложным набором технологических операций, которые за последние сотни лет не претерпели значительных изменений.

В то же время оптические изображающие системы на основе рефракционных асферических линз, по словам ученых, намного компактнее и проще в конструкции, поскольку содержат меньше элементов. Однако технологии их изготовления намного сложнее технологий изготовления сферических линз, поэтому асферические линзы широко используются в изображающих системах только последние 20 лет.

Ученые Самарского университета рассмотрели возможность использования гармонических обобщенных линз (дифракционных оптических элементов, фазы которых описываются степенной зависимостью от радиальной координаты с произвольным показателем) вместо параболических в изображающих оптических системах. По их мнению, результаты исследования позволят разработать принципиально новые изображающие системы, основанные на использовании плоской аппроксимации асферических неизображающих линз.

«

"Мы показали, что система обобщенных линз формирует довольно качественное изображение. Для получения отображения точки в точку предложено использовать две обобщенные линзы в системе, подобной Фурье-коррелятору, где вторая линза устанавливается так, чтобы при падении на систему плоской волны на выходе оптической системы формировалась плоская волна", – рассказал РИА Новости профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета Роман Скиданов.

Для тестирования системы и определения ее основных оптических характеристик системы ученые использовали стандартную радиальную светотехническую таблицу. Они пришли к выводу, что для монохроматического излучения качество изображения, формируемого телескопической системой обобщенных линз, сопоставимо с качеством изображения, полученным в телескопической системе из обычных параболических линз.

"Мы рассмотрели простейшую ситуацию, когда две рядом расположенные гармонические обобщенные линзы, каждая из которых в отдельности не строит изображение, вместе дают хорошую "картинку". Такое обычно возможно, только когда сферические линзы удалены друг от друга, как в телескопе или бинокле", – отметил автор исследования.

Сейчас ученые планируют эксперимент, который в случае положительного результата позволит существенно сократить длину оптических изображающих систем.

"Вместо довольно громоздких бинокля или подзорной трубы можно будет использовать специальные очки: надел их на нос и смотри в небо на звезды. Также можно будет существенно сократить длину фотообъективов для профессиональных фотоаппаратов", – заключил Роман Скиданов.