En lins som är tusen gånger tunnare än ett människohår har utvecklats i Brasilien av forskare vid University of São Paulos São Carlos School of Engineering (EESC-USP). Den kan fungera som en kameralins i smartphones eller användas i andra enheter som är beroende av sensorer.

"I det nuvarande tekniska sammanhanget, dess applikationer är nästan obegränsade, " Emiliano Rezende Martins, en professor vid EESC-USP:s institution för elektroteknik och beräkningar och sista författare till en publicerad artikel om uppfinningen, berättade för Agência FAPESP.

Tidningen har titeln "On Metalenses with Arbitrarily Wide Field of View" och publiceras i ACS Fotonik . Studien stöddes av FAPESP via ett stipendium för en forskarpraktik utomlands tilldelad Augusto Martins, Ph.D. kandidat och huvudförfattare till uppsatsen.

Linsen består av ett enda nanometriskt lager av kisel på arrayer av nanostolpar som interagerar med ljus. Strukturen är tryckt med fotolitografi, en välkänd teknik som används för att tillverka transistorer.

Denna typ av lins är känd som en metalens. Metalenses utvecklades först för tio år sedan och uppnår den högsta upplösningen som är fysiskt möjlig, använder en ultratunn uppsättning små vågledare som kallas en metayta som böjer ljus när det passerar genom linsen.

Enligt Rezende Martins, metalenses har länge stått inför problemet att synvinkeln är extremt liten (mindre än 1°). "Ett sätt att lösa problemet är att kombinera metalenser, bildar komplexa strukturer, " han sa.

Baserat på insikten att i en konventionell lins ökar en ökning av brytningsindex synfältet i proportion till linsens planhet, författarna designade en metalens för att efterlikna en helt platt lins med ett oändligt brytningsindex, som inte kunde erhållas med en konventionell lins.

"Vår lins har ett godtyckligt synfält, som helst kan nå 180° utan bildförvrängning, ", sa Rezende Martins. "Vi har testat dess effektivitet för en vinkel på 110°. Med bredare synvinklar, ljusenergin minskar på grund av skuggeffekten, men detta kan korrigeras genom efterbearbetning."

Kombination av metalenses förhindrar superupplösning, men den erhållna upplösningen är tillräcklig för alla konventionella tillämpningar. Martins testade metalens med en 3-D-printad kamera och fick högupplösta bilder med ett brett synfält. "Än så länge har vi bara lyckats fotografera i grönt, men under de kommande månaderna kommer vi att uppgradera objektivet så att alla färger är möjliga, " han sa.