美國猶他大學研發(fā)了一款厚度只有千分之一英寸厚的平面透鏡，并用其打造了一款攝像頭，該攝像頭無需對焦，就可清楚拍攝多個物體。
據外媒報道，美國猶他大學（University of Utah）的研究人員們利用一個只有千分之一英寸厚的透鏡，打造了一款無需對焦的攝像頭。與大多數智能手機上的攝像頭相比，該技術具有相當大的優(yōu)勢，因為傳統(tǒng)的攝像頭需要多個鏡頭才能形成高質量的對焦圖像。研究人員表示：“我們的平面透鏡可大大減輕攝像頭和其他成像系統(tǒng)的重量，降低復雜性和成本，同時功能性還得到增加。此種光學技術可實現更輕薄的智能手機攝像頭，改進并打造內窺鏡等用于生物醫(yī)學成像的更小型攝像頭，以及為汽車打造更緊湊的攝像頭?！?BR> 研究人員描述了新型平面透鏡，并表明其可以對相距約6米的物體保持對焦。該平面透鏡采用在平面上形成的納米結構，而不是笨重的玻璃或塑料，從而可以實現重要的光學特性，以控制光的傳播方式。
研究人員表示，此種新型透鏡除了攝影之外，還有很多有趣的應用。例如，為激光雷達創(chuàng)造高效照明，這對于自動駕駛汽車等自動駕駛系統(tǒng)而言非常重要。研究人員還表示，他們采用的設計方法可以擴展至制造具有很多特性的光學元件中，此類特性包括極限寬帶、更易制造或成本更低。
無論是用在智能手機還是用于顯微鏡的傳統(tǒng)攝像頭都需要對焦，以確保被拍攝物體的細節(jié)非常清晰，如果距離該攝像頭的多個物體距離不同，還需要分別對每個物體進行對焦。
研究人員表示：“新型透鏡消除了對焦的需要，可讓任意攝像頭同時聚焦多個物體。傳統(tǒng)的攝像頭還采用多個透鏡以同時聚焦不同顏色的光，而我們的設計是通用的，可用于打造能夠聚焦不同顏色的光的單一平面透鏡，進一步大大簡化攝像頭?！?BR> 為了聚焦光線，傳統(tǒng)的透鏡會將平行光波轉換成球面光波，而球面光波會聚成一個焦點。研究人員實現了一個重大突破，意識到其他形狀的光波也可實現相似的效果，大大增加了透鏡設計的數量。
在選好深度對焦的最佳透鏡設計后，研究人員采用納米制造技術打造了一個透鏡原型。實驗證實，新透鏡的表現與預期一致，而且與同款傳統(tǒng)透鏡相比，焦距深度大了幾個數量級。
研究人員采用紅外線和相對較低的數值孔徑演示了該款新透鏡，數值孔徑表示透鏡可以接收或發(fā)射光線的角度范圍。他們計劃擴大透鏡的數值孔徑，并讓其可用于全可見光光譜。在此類透鏡實現商業(yè)化之前，還需要確保其可以大規(guī)模量產。
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