Фізики з Університету Амстердама та Стенфордського університету створили лінзу завтовшки 0,6 нм або три атоми з дисульфіду вольфраму. На відміну від класичних вигнутих лінз, нове оптичне покриття плоске і використовує для роботи квантові ефекти.
Цей тип лінз стане в нагоді в окулярах і шоломах доповненої реальності.
Дослідники використовували одношаровий дисульфід вольфраму та створили лінзу, що складається з концентричних кіл, що фокусують світло за допомогою дифракції, а не заломлення. Ця конструкція – лінза Френеля – була розроблена ще у XIX столітті та використовувалася на маяках. Серія концентричних кіл концентрує промінь світла у фокусній точці, жертвуючи чіткістю зображення, але дозволяє використовувати набагато тонші лінзи.
У лінзах Френеля розмір та відстань між кільцями (порівняно з довжиною хвилі падаючого на неї світла) визначають фокусну відстань. Конструкція, розроблена вченими, фокусує червоне світло на відстані 1 мм від лінзи. Унікальні властивості найтоншої лінзи залежать від квантових ефектів, що виникають у матеріалі.
Дисульфід вольфраму поглинає світло,
відправляючи електронам більш високий енергетичний рівень. Через надтонку структуру матеріалу електрон і позитивно заряджена «дірка», яку він залишає в атомних гратах, зберігають зв’язок один з одним електростатичним тяжінням, утворюючи «екситон». Ці ексітони швидко зникають, коли електрон та дірка зливаються разом і випромінюють світло.
Вчені виявили пік ефективності лінз для певних довжин хвиль світла, що випромінюється ексітонами. Хоча ефект спостерігається вже за кімнатної температури, при охолодженні лінзи стають ще ефективнішими. Унікальна особливість лінзи полягає в тому, що вона фокусує тільки світлові промені з певною довжиною хвилі, тоді як решта проходить крізь матеріал без спотворень. Це відкриває можливості використання лінзи в додатках доповненої реальності.
“Лінзу можна використовувати в додатках, де огляд через об’єктив не повинен заважати, але невелика частина світла може бути використана для збирання інформації”, – Йорік ван де Гроєп, співавтор статті.
