Với sự tiến bộ của công nghệ, các nhà nghiên cứu đã phát triển ra loại Flat Metalens có thể thay đổi tiêu cự và kiểm soát ánh sáng phân cực. Vật liệu mới này có thể được sử dụng để thay thế kính quang học kích thước đầy đủ bằng cách sử dụng phương pháp uốn cong và kiểm soát ánh sáng hoàn toàn khác. Về cơ bản, Metalense làm giảm cấu trúc quang học của ống kính máy ảnh tiêu chuẩn và nén nó thành một hệ thống nhỏ hơn nhiều để bẻ cong ánh sáng bằng cách sử dụng các hạt nano và siêu bề mặt thay vì quang học cong.
Hiện tại, mục tiêu của các nhà phát triển ra Metalens không phải để thay thế quang học cho máy ảnh kích thước đầy đủ mà là tập trung nỗ lực, dự định thử nghiệm trên các thiết bị có máy ảnh nhỏ như điện thoại thông minh, ô tô, thực tế ảo và tai nghe thực tế tăng cường, và các thiết bị tương tự khác. Một lợi ích trước mắt của metalens là loại bỏ “camera bump” trên điện thoại thông minh. Nếu không cần đến các ống kính quang học xếp chồng lên nhau, lượng không gian chiếm dụng của camera sẽ giảm đáng kể, cho phép thiết kế ra những camera có kích thước siêu nhỏ.
Công nghệ Metalens đang được phát triển nhanh chóng bởi nhiều nhóm nghiên cứu với các quy mô khác nhau. Thậm chí công nghệ mới này còn thu hút được các hãng lớn như Canon tham gia phát triển.
Một trong những tiến bộ mới nhất gần đây về nghiên cứu chất liệu này đến từ viện Rikan có trụ sở tại Nhật Bản. Một nhóm trong số đó đã thành công trong việc tạo ra một kim loại có tiêu cự có thể thay đổi được bằng cách điều chỉnh hướng phân cực của ánh sáng tới.
Metalens là một thấu kính bao gồm một cấu trúc nhân tạo và một thấu kính cực mỏng. Trong đó, thấu kính nhân tạo có kích thước nanomet (nm, 1nm bằng 1/1.000.000.000), kích thước nhỏ hơn cả bước sóng ánh sáng. Thấu kích cực mỏng có độ dày chỉ 750 nanomet. Các nhà nghiên cứu của Rikan giải thích: “Bằng cách thiết kế các cấu trúc nano tạo nên kim loại này chỉ phản ứng với những phân cực ánh sáng cụ thể, chúng tôi có thể tự do thay đổi tiêu cự của thấu kính bằng cách thay đổi hướng phân cực của ánh sáng”.
Nhờ sự phát hiện này, các nhà nghiên cứu đã tạo được ra một ống kính nhỏ gọn, siêu mỏng có thể nhanh chóng thay đổi vị trí tiêu cự và tỷ lệ thu phóng. Ống kính này có thể áp dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm máy ảnh của điện thoại thông minh, màn hình thực tế tăng cường, kính hiển vi, thiết bị y tế như ống nhòm và máy nội soi. Kết hợp với tính linh hoạt của thiết kế kim loại, cho phép kiểm soát chức năng quang học bằng cách thiết kế hình dạng của cấu trúc nhân tạo, dự kiến các thiết bị quang học hiệu suất cao được tùy chỉnh chính xác theo yêu cầu của các ứng dụng cụ thể sẽ được hiện thực hóa.
Kết quả nghiên cứu này sẽ góp phần phát triển các thiết bị quang học nhỏ gọn, hiệu suất cao chất lượng trong tương lai. Hãy theo dõi nghiên cứu này để xem những bất ngờ mà nó mang lại nhé!
