طراحی یك لنز صنعتی با تقلید از ساختارهای نانویی سطح چشم شب‌پره‌ها

چشمان شب‌پره‌ها هنگام پرواز در شب باید
تمام نور ممکن را از محیط جمع‌آوری نماید. بدین منظور ساختارهایی نانومتری
بر روی سطح چشم آنها ایجاد گردیده که به نور اجازه نمی‌دهد که بازتاب کرده
و از چشم خارج گردد.

دانشمندان MicroBridge در پروژه‌ای که در مرکز مهندسی ساخت (MEC) دانشگاه
کاردیف انجام شد، مدلی را برای ساخت یک لنز صنعتی جهت کاربرد در محیط‌های
کم نور در نظر گرفته‌اند.

ساختارهای موجود بر روی سطوح این لنز‌های جدید ارتفاعی کمتر از nm100 دارند.
اندازة آنها باید کمتر از طول موج نور باشد تا از تفرق نور ورودی به لنز
جلوگیری شود. با استفاده از پرتوی یونی متمرکز شده در مرکز MEC، ساختارهای
کوچکی بر روی قالب لنز ایجاد می‌شود. این پرتو از ذرات اتمی با بار زیاد
برای ماشین‌کاری مواد در مقیاس میکروسکوپی استفاده می‌کند.

دکتر روبرت هالی از مرکز MEC می‌گوید: “این چالشی بغرنج می‌باشد. نه تنها
انحنای لنز باید بسیار دقیق باشد، بلکه ساختار‌های نانومتری سطح لنز نیز می‌باید
کوچکتر از طول موج نور باشند تا ضریب شکست موج برخوردی به سطح لنز تغییرات
ناگهانی نداشته باشد. این همواری ضریب شکست، موجب کاهش انعکاس نور از سطح
لنز می گردد، به‌طوریکه لنز نور بیشتری را می‌تواند جمع آوری نماید. این
نتایج دارای استفاده‌های کاربردی زیادی در صنعت است”.

این گروه تحقیقاتی هم اکنون به استفاده از این لنزها در کاربردهای
الکترونیک نوری و فتوولتائیک در نیمه هادی¬ها مانند سلول‌های خورشیدی که
هدر رفتن نور مهمترین مساله است، توجه کرده اند. این لنز‌ها همچنین
کاربردهای بالقوه‌ای در فیبرهای نوری، حسگرها و وسایل تشخیصی پزشکی دارند.