Imágenes de microscopio de dos lentes de nanocables reconfigurables:(a) una lente con dos distancias focales diferentes, permitiendo dos aumentos diferentes, y (f) una lente estereoscópica en la que cambia el eje óptico. (b) y (g) muestran las lentes bajo iluminación polarizada x, mientras que (c) y (h) muestran las lentes bajo iluminación polarizada y. (d) y (e) demuestran aumentos dependientes de la polarización de 1,12 y 0,59. (i) y (j) exhiben paralaje dependiente de la polarización. Crédito de la imagen:Schonbrun, et al. © 2011 Sociedad Química Estadounidense
(PhysOrg.com) - Aprovechando las propiedades ópticas únicas de los materiales a nanoescala, Los investigadores han diseñado una lente hecha de nanocables que puede reconfigurar sus propiedades de imagen sin ningún control electrónico o mecánico. La lente viene en dos variedades diferentes, uno de los cuales puede permitir el zoom a dos aumentos diferentes, mientras que el otro puede crear imágenes estereoscópicas que muestran objetos en tres dimensiones con una sola, lente indivisa. Estas funcionalidades podrían resultar útiles para los sistemas de micro imágenes, que operan en una escala en la que las técnicas tradicionales de zoom y de imágenes estereoscópicas no funcionan.
Los investigadores, Ethan Schonbrun, Kwanyong Seo, y Kenneth B. Crozier de la Universidad de Harvard han publicado su estudio sobre los dos nuevos sistemas de imágenes reconfigurables en un número reciente de Nano letras .
Para construir cada lente, los investigadores utilizaron nanocables con elíptica, en lugar del esférico habitual, secciones cruzadas. Para que los nanocables sean elípticos, Los investigadores utilizaron una combinación de litografía por haz de electrones y grabado con iones reactivos para dar forma a cada nanoalambre. Los nanocables elípticos exhibieron un efecto atractivo llamado "forma birrefringencia, ”Lo que significa que la información (o en este caso, funciones de la lente) se pueden codificar holográficamente en elementos ópticos cambiando la polarización de la luz entrante. Usando este efecto, los investigadores pudieron codificar dos configuraciones de lentes diferentes en cada lente de matriz de nanocables.
"Hemos desarrollado un método para codificar dos funciones distintas de la lente en un solo elemento óptico, "Dijo Schonbrun PhysOrg.com . "La codificación se basa en la respuesta dependiente de la polarización de nanocables de silicio de sección transversal elíptica".
La primera lente de matriz de nanocables tiene la capacidad de ampliar un objeto con dos aumentos diferentes (1,12 y 0,59), ya que las dos diferentes polarizaciones de luz determinan la distancia focal de la lente. De este modo, la lente sirve como el extremo frontal de un sistema de zoom no mecánico para objetos pequeños ubicados a unos cientos de micrómetros de distancia.
La segunda lente de matriz de nanocables tiene la capacidad de grabar imágenes estereoscópicas tridimensionales, una hazaña que generalmente requiere dos lentes colocadas en diferentes ángulos o al menos una sola lente con una apertura dividida. En esta lente, la distancia focal es la misma para ambas polarizaciones de luz, pero el eje óptico de cada lente cambia ligeramente según la polarización de la luz entrante. Las imágenes resultantes tienen paralaje, como si la lente hubiera capturado imágenes de los objetos desde dos ángulos diferentes, aunque la lente en sí no se mueve y no tiene una apertura dividida.
En cada uno de estos lentes, la propiedad en cuestión (aumento y estereoscopía) puede tener una de dos configuraciones diferentes. En el futuro, los investigadores predicen que será posible aumentar esto a tres configuraciones, aunque requerirá aumentar el número de diferentes geometrías de nanocables.
Estas lentes de tamaño nanométrico con propiedades reconfigurables podrían tener aplicaciones en sistemas de imágenes microópticas, donde tradicionalmente es difícil ajustar dinámicamente las propiedades de la imagen. Las cámaras pequeñas se utilizan cada vez más en medicina, como para endoscopia, así como en fotografía de consumo y visión artificial.
“Esta tecnología de lentes podría implementarse en aplicaciones de imágenes que requieren pocas piezas móviles o un consumo de energía reducido, ”Dijo Schonbrun. "En el futuro, planeamos integrar esta tecnología de lentes con sensores de imagen basados en la diversidad de polarización para hacer que estos sistemas sean completamente no mecánicos ".
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