تمرکز تمام طول موج‌ها با لنز صاف و نازک حاوی نانوساختار

از تلسکوپ‌های عظیم تا دوربین‌های بسیار کوچک، لنز یکی از اجزاء بسیار مهم محسوب می‌شود که نقش مهمی در عملکرد ابزار دارد. اخیرا محققان دانشگاه هاروارد موفق به ساخت شبه‌لنزی شدند که در آن از یک سطح صاف با پوششی از جنس نانوساختار استفاده شده‌است. این نانوساختارها می‌توانند نور را روی نقطه مورد نظر متمرکز کنند به‌‌طوری که کل طیف مرئی نور روی یک نقطه متمرکز می‌شود.
البته متالنزها فناوری جدیدی نیستند اما آنچه که تاکنون ساخته شده، متالنزهایی بوده‌اند که تنها بخشی از طول موج‌ها را متمرکز می‌کردند. اما در این پروژه محققان برای اولین بار تمام طیف نور خورشید را متمرکز کردند.
فدریکو کاپاسو می‌گوید: «متالنزها نسبت به لنزهای رایج از مزیت‌هایی برخوردار هستند، آنها بسیار نازک بوده و به سادگی و قیمت کم قابل تهیه هستند. این یافته‌ی اخیر می‌تواند مزیت‌های متالنزها را افزایش دهد به‌طوری که امکان استفاده از تمام طول موج‌ها فراهم می‌شود. این دستاورد یک گام بسیار بزرگ محسوب می‌شود.»
ساخت لنزی برای تمام طول موج‌ها بسیار چالش‌برانگیز است چرا که طول موج‌های مختلف سرعت حرکت متفاوتی دارند که این تفاوت در مقیاس‌نانومتری بسیار مشهود است که به این تفاوت، انحراف کروماتیک گفته می‌شود. لنزهای رایج با سطح منحنی خود از کنار این مشکل عبور می‌کنند اما در متالنزها باید از راهبرد دیگری استفاده کرد.
این گروه تحقیقاتی از دانشگاه هاروارد از نانوساختار دی‌اکسید تیتانیوم برای رفع انحراف کروماتیک استفاده کردند. قبلا از نظر تئوری انجام این کار امکان‌پذیر اعلام شده بود و این اولین باری است که به‌صورت عملی این کار انجام می‌شود.
در این پروژه از ترکیب دو نوع نانوپره استفاده شد که می‌توان آنها را طوری تنظیم کرد که تمام طول موج‌ها را تحت تاثیر قرار داد. با این کار می‌توان ضخامت لنز را کاهش داد و از پیچیدگی در طراحی لنز کاست.
با این فناوری می‌توان تمام رنگ‌های رنگین‌کمان را روی یک نقطه‌ی واحد متمرکز کرد به بیانی دیگر می‌توان نور سفید معمولی را با استفاده از یک لنز بسیار نازک مورد استفاده قرار داد.