ساینس دیلی – فیزیکدانان دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه هاروارد (SEAS)، اخیراً موفق به ساخت یک لنز تخت و فوق‌نازک شده‌اند که نور را بدون اعوجاجات ناشی از تراش نامطلوب لنزهای معمولی، فوکوس می‌کند.

 
این لنز تخت با ضخامت تنها ۶۰ نانومتر حالتی دوبعدی دارد، اما قدرت فوکوس آن چندان فاصله‌ای را تا آستانه‌های فیزیکی وضع‌شده توسط قوانین پراش نور نمی‌سازد. این ابزار که در طول موج‌های مخابراتی (یا گستره‌ای از طول موج‌های نوری که در ارتباطات فیبر نوری استفاده می‌شوند) عمل می‌کند، قابلیت هماهنگی با طول‌ موج‌های مختلف، از فروسرخ نزدیک گرفته تا امواج چندین تراهرتزی را دارد و فرآیند ساختن آن هم چندان پیچیده نیست. گزارش مشروح این طرح، در شماره آنلاین نشریه Nano Letters انتشار یافته است.
 
فدریکو کاپاسو (Federico Capasso)، استاد فیزیک کاربردی و پژوهشگر ارشد مهندسی برق دانشکده SEAS هاروارد که سرپرستی این پژوهش را هم عهده‌دار بوده، می‌گوید: “لنز تخت ما، نوع تازه‌ای از تکنولوژی را هم عرضه کرده است. ما راه جدیدی را برای تولید لنزها معرفی کرده‌ایم. [در این لنز]، به جای استفاده از تأخیرهای مرحله‌به‌مرحله حین انتشار نور در گوشته عدسی‌های معمولی، می‌توان تغییر مسیر آنی نور را درست روی سطح لنز دید. فوق‌العاده جالب است”.
 
کاپاسو، و همکارانش در SEAS، این لنز را نخست با چسباندن یک قشر چندنانومتری از طلا روی لایه‌ای بسیار نازک از فیبر سیلیکونی، تولید کردند. سپس بخش‌های از این قشر طلایی را زدودند، تا مجموعه‌ای از سازه‌های V-شکل ایجاد شود که با فضابندی یکنواختی در پهنه لنز، آرایش یافته‌اند. هنگامی که گروه کاپاسو، یک پرتو لیزری را به این لنز تخت تاباندند، همین سازه‌ها درست مثل یک سری آنتن گیرنده عمل کردند که نور ورودی را دریافت می‌کند و پیش از رها کردن‌اش، آن را لحظه‌ای دچار وقفه می‌سازد. همین وقفه‌ها، که درازایشان به دقت در پهنه لنز، توزیع شده، مسیر نور را درست مثل عدسی‌های ضخیم شیشه‌ای (اگرچه  با کیفیت بسیار بهتر) تغییر می‌دهند.
 
یک لنز تخت، نابهنجاری‌های اپتیکی زیادی را هم مثل اثر «چشم ماهی»، که در لنزهای واید اغلب دیده می‌شود، مرتفع می‌سازد. نابهنجاری‌های آستیگماتیک و کوما نیز دیگر از کیفیت تصویر این لنزهای تخت، نمی‌کاهند و بنابراین نیازی هم به تکنیک‌های پچیده اصلاح عیوب انکساری نیست.
 
آرایه نانوآنتن‌های پراکنده بر سطح یک لنز تخت را که اصطلاحاً «فراسطح» (Metasurface) هم خوانده می‌شوند، می‌توان با تغییر ابعاد، زاویه و همچنین فضابندی آنتن‌ها، برای دریافت نوع خاصی از طول موج‌های نوری، تنظیم نمود.
 
سرپرست نویسندگان گزارش این تحقیق، فرانسسکو آیه‌تا (Francesco Aieta) ، که دانشجوی مهمان تحصیلات تکمیلی، از دانشگاه Politecnica delle Marche ایتالیاست، می‌گوید: “در آینده شاید بتوانیم همه اضافات موجود بر اکثر سیستم‌های اپتیکی را با همین عدسی‌های تخت، بزداییم”.
 
منبع: Science Daily
 
در همین زمینه:                                          
 
توضیح تصویر:
طرحی از یک لنز تخت / پدیدآورنده: Francesco Aieta