دوربین نانو اپتیکی به اندازه یک دانه نمک با کیفیت تصویر خیره کننده!

دوربین نانو اپتیکی
این دوربین فوق‌العاده کوچک و با «کیفیت تصویر بالا» میتواند «چشم بینای ربات‌های بسیار کوچک» باشد و یا در «معاینات و درمان‌های پزشکی در درون بدن انسان» کاربرد داشته باشد.
با پیشرفت علم و فناوری، ساخت دوربین‌های ریز در اندازه‌های نانو، ممکن شده است ولی کیفیت تصویر و وسعت دید این دوربینها، با محدودیت روبرو بوده است.

اکنون پژوهشگران دانشگاههای پرینستون و واشینگتن با بهره‌گیری از فناوری نوینی بنام «metasurface» دوربین جدیدی ساخته‌اند که علاوه بر اینکه به ریزی یک دانه درشت نمک است، کیفیت تصویر بسیار بهتری از «دوربینهای فوق‌العاده فشرده (ultra-compact)» پیشین دارد.

این دوربین فوق‌العاده کوچک و با «کیفیت تصویر بالا» میتواند «چشم بینای ربات‌های بسیار کوچک» باشد و یا در «معاینات و درمان‌های پزشکی در درون بدن انسان» کاربرد داشته باشد.

 

برای اینکه از قابلیت این دوربین درک بهتری پیدا کنیم باید بگوییم که «کیفیت تصویر واضح تمام رنگی» که با این دوربین بدست می‌آید، به اندازه تصویری است که اکنون با دوربین‌هایی با «لنز ۵۰۰ هزار برابر بزرگتر» گرفته می‌شود.

کیفیت تصویر در دوربین نانو

این دوربین میتواند کارایی و کیفیت تصاویر در فرایندهایی مانند آندوسکوپی و کولونوسکوپی را بسیار بهتر نماید و عوارض آنها را نیز بسیار کمتر کند.

با این دوربین میتوان ربات‌های بسیار ریز و سبک را نیز بینا کرد!

همچنین با نصب «آرایه‌ای با تعداد بالا» از این دوربینها در هر سطحی، میتوان کل سطح را بینا کرد (به دوربین تبدیل کرد)!

لنز دوربین‌های سنتی از شیشه و یا پلاستیک منحنی ساخته میشود تا بتواند با منحنی کردن و تمرکز نور، فوکوس لازم برای دریافت تصویر واضح را ایجاد نماید.

ولی فناوری مورد استفاده در این دوربین جدید، متاسرفیس (فراسطح) است. لنز این دوربین مانند چیپ‌های مورد استفاده در کامپیوتر ساخته میشود. با اینکه لنز دوربین به اندازه نیم میلیمتر است ولی در همین سطح محدود، یک میلیون و ششصد هزار سیلندر بسیار ریز جاسازی شده است.
هر یک از این سیلندرها شکل هندسی منحصر به فرد خود را دارد و مجموعه سیلندرها مانند یک آنتن اپتیکی عمل میکند.

تنوع هندسی در شکل سیلندرها باعث میشود که لنز بتواند تمام جبهه‌ی موج نور را ترسیم کند.

با کمک یک الگوریتم یادگیری-ماشین، جبهه نور دریافتی از لنز، به تصویر با کیفیت بالا، از میدان وسیعی از فضای مقابل لنز، تبدیل میشود.
یافته‌های این پژوهش در روز ۲۹ نوامبر ۲۰۲۱ در ژورنال Nature Communications منتشر شده است.
۱۵ آذر ۱۴۰۰
خوش خبریم - دانشگاه پرینستون |

اگر این خبر را پسندیدید "خوش خبریم" را به ۲ نفر از دوستانتان معرفی کنید : ارسال این خبر به دوستان

دیدگاه بازدیدکنندگان

تعداد کاراکتر باقیمانده: 500
نظر خود را وارد کنید