Powstała najcieńsza jak dotąd soczewka

Holenderscy naukowcy opracowali najcieńszą jak dotąd soczewkę na świecie, która ma grubość zaledwie 0,6 nanometra. Może być przydatna m.in. w rozszerzonej rzeczywistości.

Tradycyjne wypukłe czy wklęsłe soczewki znane są od ponad dwóch tysiącleci – przypominają eksperci z Uniwersytetu w Amsterdamie. Działają one w ten sposób, że światło załamuje się, przechodząc z powietrza do szkła i ze szła do powietrza.

Holenderska grupa, razem z zespołem ze Stanford University, stworzyła najmniejszą na świecie soczewkę – stosując jednak inne podejście.

Z dwusiarczku wolframu naukowcy stworzyli soczewkę o średnicy 0,5 mm i grubości zaledwie 0,6 nm, skupiającą czerwone światło w odległości 1 mm od niej. Soczewka jest płaska i wykorzystuje zjawisko dyfrakcji – załamania światła wokół krawędzi jakiejś przeszkody.

Znane są już soczewki tego typu otrzymywane w makroskopowej skali, zwane soczewkami Fresnela. Pokryte są koncentrycznymi, załamującymi światło pierścieniami.

W nowej soczewce działają dodatkowo efekty kwantowe – wyjaśniają badacze. Wykorzystana substancja najpierw pochłania światło, co prowadzi do przejścia jej elektronów na wyższy poziom energetyczny.

Ujemnie naładowanym elektronom towarzyszą w tym układzie dodatnio naładowane tzw. dziury, między którymi działa siła elektrostatyczna. W ten sposób powstają tzw. ekscytony – pary dziur i elektronów. Szybko znikają, kiedy elektrony łączą się z dziurami, czemu towarzyszy emisja światła.

Taki proces poprawia sprawność soczewki.

Urządzenie jest przy tym półprzezroczyste. To oznacza możliwość wykorzystania go w rożnych, szczególnych zastosowaniach. Jedną z dziedzin jest rozszerzona rzeczywistość.

„Soczewka może być używana w aplikacjach, w których obraz nie powinien być zakłócany przez soczewkę, ale niewielka część światła może być przez nią przechwycona w celu zebrania informacji. Czyni to ją idealną dla okularów do rzeczywistości rozszerzonej” – wyjaśnia Jorik van de Groep, jeden z autorów artykułu opublikowanego w magazynie „Nano Letters”.

Naukowcy pracują teraz nad udoskonaleniem wynalazku, aby m.in. można było elektrycznie sterować załamywaniem światła.

PAP