Indra Waardenburg
- Nanovinnetjes
- Vergrotingsfactor van 170
Het is onderzoekers van de Amerikaanse Harvard University gelukt om een kleine platte metalens te ontwikkelen die haast nog scherper is dan een 55-mm microscooplens. Deze metalens met een diameter van 2 mm maakt gebruik van microscopische structuren van titaniumdioxide om een lichtbundel naar het brandpunt van de lens af te buigen.
Lees verder onder de foto
(Copyright: Harvard University)
Voor het creëren van deze microscopische structuur etsten de onderzoekers allereerst het lenspatroon in de glaslaag, en deponeerden hierin vervolgens titaniumdioxide. In het hart van de lens ontstaat zo een asymmetrisch patroon van 600 nm lange nanovinnetjes, die het invallende licht elk een bepaalde kant op sturen.
Lees verder onder de video
De metalens werkt bij zichtbaar licht en bereikte tijdens de proeven een vergrotingsfactor van 170. Daarnaast doorbreekt de lens de zogenaamde diffractielimiet (de maximale afbuiging van lichtgolven) van gewone optische lenzen, wat de metalens zeer geschikt maakt voor gebruik in een microscoop.
Het is niet de eerste keer dat onderzoekers een metalens ontwikkelen. Bij een eerder poging werd gebruikgemaakt van silicium, wat goed functioneert bij infrarood licht. Een metalens van silicium werkt echter niet bij zichtbaar licht, omdat haast al het licht wordt geabsorbeerd. Met titaniumdioxide hebben de onderzoekers een maximale lichtdoorlating van 86 % bereikt.
De lens is 100.000 keer lichter dan een vergelijkbare cameralens en de onderzoekers zien daarom ook toepassingen in onder andere smartphones, spiegelreflexcamera’s en vr-apparatuur. De productie van de metalenzen zou relatief goedkoop zijn, doordat er geen dure slijptechnieken bij komen kijken. Daarnaast is titaniumdioxide een veelvoorkomend materiaal. De onderzoekers suggereren dat de productie kan plaatsvinden in dezelfde fabriek als halfgeleiders.
Ondanks de veelbelovende resultaten van het onderzoek, zullen de lenzen niet op korte termijn op de markt komen: voorlopig werkt de metalens alleen voor de lichtgolflengte waarop deze speciaal is ontworpen.
