Prvé ďalekohľady lámali svetlo, ale existuje aj spôsob, ako ho dokážeme zaostriť.
Nová šošovka sa môže využívať v astronómii. Zdroj: Utahská univerzita
Po stáročia fungovali šošovky rovnakým spôsobom, boli zakrivené, aby lepšie zaostrovali obraz. Tradičné šošovky však majú veľkú nevýhodu – čím výkonnejšie musia byť, tým sú objemnejšie a ťažšie.
Vedci dlho hľadali spôsob, ako znížiť ich hmotnosť, aby stále zostávali rovnako funkčné. A hoci existujú niektoré menšie alternatívy šošoviek, nemajú až takú kapacitu, navyše ich výroba je vo všeobecnosti náročná a nákladná.
Nový výskum vedcov z Utahskej univerzity ponúka sľubné riešenie použiteľné pre teleskopy a astrofotografiu, teda plochý objektív s veľkým otvorom, ktorý zaostruje svetlo rovnako efektívne ako tradičné zakrivené objektívy a zároveň zachováva presné farby.
Táto technológia by mohla zmeniť astrofotografické zobrazovacie systémy, najmä v aplikáciách, kde je málo miesta, ako napríklad v lietadlách, satelitoch a vo vesmírnych teleskopoch.
Nová šošovka neskresľuje farby
Šošovky ohýbajú svetlo, aby sa objekty zdali väčšie. Čím je šošovka hrubšia a ťažšia, tým viac ohýba svetlo a tým silnejšie je zväčšenie. Pre bežné fotoaparáty a ďalekohľady na záhrade nepredstavuje hrúbka šošoviek veľký problém.
Keď však musia teleskopy zaostriť svetlo z galaxií vzdialených milióny svetelných rokov, veľká šošovka je pre ne nepraktická. Aby hvezdárne a vesmírne teleskopy dosiahli rovnaký efekt ohýbania svetla, spoliehajú sa na masívne zakrivené zrkadlá, pretože sú oveľa tenšie a ľahšie ako klasické objektívy.
Vedci sa pokúsili vyriešiť problém s veľkosťou šošoviek tým, že navrhli ploché šošovky, ktoré manipulujú so svetlom iným spôsobom.
Jeden z existujúcich typov, nazývaný Fresnelova zónová doska (FZP), používa na zaostrenie svetla namiesto hrubého zakriveného povrchu sústredné hrebene. Táto metóda síce vytvára ľahký a kompaktný objektív, ale nedokáže vytvárať dobré farby. Namiesto toho, aby sa všetky vlnové dĺžky viditeľného svetla ohýbali pod rovnakým uhlom, hrebene FZP ich rozptyľujú pod rôznymi uhlami, čo vedie k obrazu s farebným skreslením. Nová plochá šošovka ponúka rovnakú schopnosť ohýbať svetlo ako tradičné zakrivené šošovky, zároveň však neskresľuje farby.
Zárezy na plochej šošovke by mali zaostrovať všetky vlnové dĺžky svetla súčasne. Zdroj: Menon Lab, Utahská univerzita
Mohla by sa využívať v astronómii
Tieto poznatky môžu byť užitočné pri návrhu viacúrovňových plochých šošoviek, ktoré by mohli zaostriť svetlo v celom viditeľnom spektre. Kľúčová inovácia spočíva v mikroskopicky malých sústredných krúžkoch, pričom na rozdiel od hrebeňov FZP, ktoré sú optimalizované pre jednu vlnovú dĺžku, veľkosť a rozmiestnenie zárezov plochých šošoviek, udržiava difrakciu svetla, teda ohyb svetelných vĺn, pri prechode malým otvorom dostatočne blízko pri sebe, aby sa vytvoril plnofarebný zaostrený obraz.
Funkčnosť týchto šošoviek však vedci ešte skúmajú. Veľká, plochá a farebne presná šošovka by mohla mať obrovský význam v rôznych priemyselných odvetviach, ale najviac by sa mohla využívať v astronómii. Plochá šošovka by mohla zachytiť plnofarebné obrazy vesmírnych objektov.
Zdroj: phys.org, Applied Physics Letters
