Foi desenvolvida a metalente, um novo tipo de lente para telescópios e câmeras, que pode ser plana e opera na região do infravermelho próximo.
Fonte: SciNews (Traduzido para o Português)
“As lentes de câmeras e telescópios tradicionais possuem uma superfície curva de espessura variável, onde há uma protuberância no meio e bordas mais finas, o que torna a lente volumosa e pesada”, disse o Dr. Xingjie Ni, pesquisador da Universidade Estadual da Pensilvânia.
“As metalentes usam nanoestruturas na lente em vez de curvatura para contornar a luz, permitindo que elas sejam planas.”
As metalentes são fabricadas usando litografia de feixe de elétrons, que envolve a varredura de um feixe concentrado de elétrons em um pedaço de vidro, ou outro substrato transparente, para criar padrões semelhantes às antenas ponto a ponto.
Porém, o processo de varredura de feixe de elétrons limita o tamanho da lente que pode ser criada, pois a varredura de cada ponto é demorada e tem baixo rendimento.
Para criar uma lente maior, Dr. Ni e seus colegas adaptaram o método de fabricação conhecido como fotolitografia profunda de ultravioleta (DUV), que é comumente usado para produzir chips de computadores.
“Nós descobrimos que é um bom método de fabricação para metalentes, porque permite tamanhos maiores enquanto mantém os pequenos detalhes, que permitem as lentes trabalharem efetivamente.”
Os pesquisadores modificaram o método com um procedimento novo, chamado de wafer rotativo e costura.
Dividiram o wafer, onde as metalentes são fabricadas, em quatro quadrantes, que foram divididos em regiões 22 por 22 mm, menores que um selo postal padrão.
Usando uma máquina de fotolitografia DUV, projetaram um padrão em um quadrante através das lentes de projeção, que giraram 90º e projetaram novamente.
Repetiram a rotação até os 4 quadrantes ficarem padronizados.
“O processo tem um bom custo-benefício porque as máscaras com os padrões para cada quadrante podem ser reutilizadas devido à simetria de rotação das metalentes.”, relatou Dr. Ni.
Conforme o tamanho das metalentes aumenta, os arquivos digitais requeridos para processar os padrões se tornam maiores, que levariam maior tempo para as máquinas de litografia DUV processar.
Para resolver este problema, os cientistas comprimiram os arquivos usando aproximações de dados e referenciando dados que não são únicos.
“Nós identificamos pontos de dados idênticos e referenciamos os existentes, reduzindo gradualmente até ter um arquivo reutilizável para enviar para a máquina criar as metalentes.”
Antes que a tecnologia possa ser aplicada às câmeras, devem resolver o problema da aberração cromática, que causa distorção da imagem e embaçamento, quando diferentes cores de luz se curvam em diferentes direções para entrar na lente.
“Nós estamos explorando projetos pequenos e mais sofisticados na faixa do visível, que compensarão vários defeitos óticos, incluindo aberração cromática.”, disse Dr. Ni.
O trabalho da equipe foi publicado no jornal Nano Letters.
