تیمی از محققان آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا و موسسه فناوری کالیفرنیا با همکاری دو دانشمند ایرانی برای نخستین بار موفق به تولید طیفی از لنزهای نوری فوق نازک با قابلیت دستکاری دلخواه نور شده‌اند.

 دکتر محمود باقری از آزمایشگاه پیشرانش ناسا و دانش‌آموخته دانشگاه صنعتی شریف و دکتر امیر اربابی از موسسه فناوری کالیفرنیا و دانش‌آموخته دانشگاه تهران با همکاری سایر محققان، دستگاه «متاسطوح» (metasurfaces) را طراحی کرده‌اند که می‌تواند به صورت محلی، خواص نور زمینه را به شیوه‌ای که دستیابی به آن توسط سایر اپتیک‌های استاندارد دشوار است، اصلاح کند.

این دستاورد در نهایت می‌تواند منجر به ارتقای فناوری دوربین‌ها و میکروسکوپ‌ها شود.

محمود باقری، مهندس میکرو دستگاههای آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا در کالیفرنیا در بیانیه‌ای اظهار کرد: این لنزهای مسطح به ما در ساخت مونتاژهای جمع‌وجورتر و قویتر تصویر کمک خواهند کرد.

فناوری جدید می‌تواند مزیت بزرگی برای علوم فضایی باشد زیرا اندازه کوچک و سختی، ویژگیهای مهمی برای اجزای فضاپیما محسوب می‌شود.

لنزهای عادی مانند نمونه‌های مورد استفاده در عینک یا ذره‌بین، بر انحنا برای خم و متمرکز کردن نور اتکا دارند. زمانی که نور وارد یک لنز منحنی می‌شود، بسته به چگالی ماده، خم شده و به نقطه تمرکز می‌رسد.

لنزهای مسطح جدید می‌توانند نور را به شیوه‌هایی دستکاری کنند که برای لنزهای عادی تقریبا ناممکن است. آن‌ها همچنین فضای کمتری را اشغال کرده که امکان ایجاد دستگاههای الکترونیک کوچکتر را فراهم می‌کنند. به گفته محققان، نازکی هر لنز به اندازه یک درصد موی انسان است.

دستگاههای ساخته شده با لنزهای جدید باید سختتر باشند زیرا فناوری جدید بجای شیشه از نانوستون‌های سیلیکون استفاده می‌کند.

نانوستون‌های سیلیکون که به دلیل شباهتشان به ستون‌های بلند با اندازه کمتر از یک نانومتر به این نام خوانده می‌شوند، به شکل یک الگوی کندوی عسل چیده می‌شوند. این کار باعث ایجاد متاسطوح می‌شود که می‌توانند مسیرها و ویژگی‌های امواج عبوری نور را از طریق ویژگی‌های الکترومغناطیسی کنترل کنند.

برای مثال، این متاسطوح می‌توانند درجه خم شدن نور را تغییر دهند که بر ظهور تصویر در داخل یا خارج نقطه تمرکز تاثیر می‌گذارد. این سطوح همچنین می‌توانند قطبش را دستکاری کرده و ارتعاش امواج نور را در تنها یک جهت محدود کنند. این امر برای عملکرد میکروسکوپ‌ها و نمایشگرهای دوربین پیشرفته ضروری است.

از این لنزهای مسطح فوق نازک علاوه بر دوربین‌ها و میکروسکوپ‌ها می‌توان در نمایشگرها و حسگرهای پیشرفته استفاده کرد. محققان اکنون در حال کار برای ساخت متاسطوحی هستند که در محصولات تجاری مانند دوربین‌ها و طیف‌سنجهای مینیاتوری قابل استفاده هستند.

جزئیات بیشتر در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.