Các ống kính zoom hiện đại có thể hoạt động hoàn hảo và trơn tru. Tuy nhiên, nếu bạn mở nó ra, bạn sẽ bị choáng ngợp bởi độ phức tạp vi cơ học khủng khiếp của chúng. Khi bạn thực hiện thu phóng hoặc lấy nét, có 20 hoặc nhiều hơn các thành phần thủy tinh được đánh bóng có thể di chuyển với tốc độ cao theo các hướng khác nhau. Các hệ thống này đã tồn tại trong nhiều năm, và thực tế là chúng vẫn có thể sử dụng tốt dù bị va đập, chịu mưa, bụi và thay đổi nhiệt độ, chứng tỏ sự thành công và hiệu quả của công nghệ này.
Tuy nhiên, một phát triển mới của nhóm nghiên cứu vật liệu của Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) tuyên bố rằng vật liệu chuyển pha trong suốt có thể được sử dụng để tập trung ánh sáng một cách nhanh chóng và chính xác mà không cần phải di chuyển bất kỳ đâu. Thay vào đó, cái gọi là "thấu kính siêu mỏng có thể điều chỉnh" của họ sẽ sắp xếp lại chính cấu trúc nguyên tử của nó khi phản ứng với nhiệt.
 |
Hình ảnh phóng đại của các vật liệu, hiển thị các đặc điểm cực nhỏ của nó (Ảnh: New Atlas) |
Vật liệu được đề cập là một bước ngoặt mới dựa trên germanium / antimon / tellurium, loại vật liệu thường được sử dụng trong các đĩa CD và DVD có thể tái sử dụng. Trong quá trình ghi lại, nhiệt laser được sử dụng để chuyển vật liệu giữa trạng thái trong suốt và trạng thái không trong suốt. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu của MIT đã thêm selen vào hỗn hợp và nhận thấy rằng khi được thêm nhiệt, cấu trúc nguyên tử của nó "chuyển từ một đám rối ngẫu nhiên, vô định hình của các nguyên tử sang một cấu trúc tinh thể có trật tự hơn", làm thay đổi sức khúc xạ mà không làm thay đổi độ trong suốt của nó.
Siêu thấu kính này sẽ có một cấu trúc nhỏ, với các hoa văn chính xác được khắc trên bề mặt của nó, có thể được thiết kế để khúc xạ hoặc phản xạ ánh sáng theo những phương thức nhất định. Khi vật liệu bị nung nóng, các đặc tính quang học của nó thay đổi. Trong thử nghiệm của nhóm nghiên cứu, nó đã tập trung ánh sáng hồng ngoại vào một điểm gần ở trong phòng và sau đó điểm lấy nét được di chuyển ra xa hơn khi nhiệt độ tăng lên.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm ống kính này bằng cách đặt nó trên một sân khấu và chiếu sáng nó bằng chùm tia laser được điều chỉnh theo dải hồng ngoại. Họ đã đặt hai biểu đồ độ phân giải trong suốt trước mặt nó ở các khoảng cách khác nhau và nhận ra rằng nó có thể phân giải sắc nét hình ảnh ở trong phòng, cũng như với những hình ảnh ở xa hơn khi nhiệt độ tăng lên, ngay cả khi nguồn nhiệt đã được loại bỏ.
 |
Thấu kính mới này có thể thay đổi tiêu cự theo nhiệt độ (Ảnh: New Atlas) |
Tian Gu, một nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Vật liệu của MIT cho biết: "Kết quả cho thấy thấu kính siêu mỏng hoàn toàn có thể điều chỉnh được mà không cần bộ phận chuyển động. Nó có thể thu được hình ảnh không có quang sai của các vật thể chồng lên nhau ở các góc độ khác nhau, hiệu quả ngang với các hệ thông quang học phức tạp truyền thống".
Nhóm nghiên cứu tin rằng nó có thể được chế tạo với bộ vi nhiệt tích hợp, chúng có thể nhanh chóng làm nóng vật liệu với các xung ngắn trong khoảng thời gian vài mili giây, từ đó điều chỉnh nhiệt độ một cách chính xác để cho phép điểu chỉnh tiêu cự thay đổi liên tục trong một loạt các trạng thái trung gian giữa khoảng cách tiêu cự tối thiểu và tối đa. Tuy nhiên, chưa rõ nó sẽ có thể hạ nhiệt và đặt lại tiêu điểu ở khoảng cách tối thiểu ban đầu bằng cách nào.
Mikhail Shalaginov, một thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết: "Nói chung khi người ta chế tạo một thiết bị quang học, rất khó để điều chính các đặc tính của nó sau khi chế tạo. Đó là lý do tại sao loại vật liệu này giống như một "bảo bối" dành cho các kỹ sư quang học, chúng cho phép chuyển đổi tiêu điểm một cách hiệu quả và trên một phạm vi rất lớn". Nhóm nghiên cứu cho biết nguyên mẫu của họ tạo ra có thể hữu ích trong phạm vi nhiệt thu nhỏ, như máy ảnh nhiệt siêu nhỏ và ống kính chụp ban đêm cấu hình thấp. Hướng phát triển tiếp theo có thể cho phép các nhà nghiên cứu tạo ra các ống kính zoom siêu nhỏ cho smartphone không có bộ phận chuyển động.
Theo New Atlas
