De udda, vågmönster som är resultatet av att titta på vissa telefon- eller datorskärmar genom polariserade glasögon har fått forskare att ta ett steg mot tunnare, lättare linser. Kallas moiré, mönstret görs genom att lägga ett material med ogenomskinliga och genomskinliga delar i en vinkel över ett annat material med liknande kontrast.

Ett team av forskare från Tokyo University of Agriculture and Technology, TUAT, i Japan har visat att moiré metalenses — små, mönstrade linser som består av konstgjorda "meta"-atomer – kan ställa in brännvidden längs ett bredare område än tidigare sett. De publicerade sina resultat den 23 november i Optik Express .

"Metalenses har väckt stort intresse eftersom de är så tunna och lätta, och kan användas i ultrakompakta bildsystem, som framtida smarta telefoner, virtuell verklighetsglasögon, drönare eller mikrobotar, " sa pappersförfattaren Kentaro Iwami, docent vid TUAT Institutionen för mekaniska systemteknik.

Problemet, Iwami sa, är att för att hålla metallensen tillräckligt kompakt för användning i önskade tillämpningar, de har ett begränsat fokusområde för sikt. Brännvidd, mätt i millimeter, är synvinkeln och förstoringsstyrkan och dikteras av linsens form.

En konvex lins, som har en positiv brännvidd, för ljusstrålar till en enda punkt, medan en konkav lins, med negativ brännvidd, sprider ljusstrålarna. När de kombineras i varifokala linser, resultatet är en mer komplett, skarpare bild – men att ställa in brännvidden från negativ till positiv i något så kompakt som en metalens är knepigt, enligt Iwami.

"Vi fann att tuning med bred brännvidd från konvex till konkav kan uppnås genom roterande moirémetallenser, sa Iwami.

Forskarna utvecklade metalenser med konstgjorda "meta"-atomer med hög kontrast bestående av amorfa kisel åttakantiga pelare. När de lade en metalins över den andra, skapa moirémönstret, och roterade dem, de kunde använda infrarött ljus för att ställa in linsernas brännvidd.

Därefter planerar forskarna att demonstrera bred brännviddsinställning vid en synlig våglängd, och förbättra kvaliteten på objektivet, med det yttersta målet att förverkliga ett ultrakompakt bildsystem.