Фото:
РИА Новости
Ученые Тюменского государственного университета разработали уникальную систему, которая повысит качество изображения и скорость работы жидких линз, востребованных в различных областях науки и техники. Результаты опубликованы в журнале "Applied Physics Letters".
Жидкая диафрагма, созданная в лаборатории фотоники и микрофлюидики ТюмГУ, позволит регулировать величину проходящего через нее света в большем диапазоне, чем удается аналогичным системам. Вплоть до полного перекрытия светового потока, что прежде не удавалось никому.
Кроме того, система позволяет регулировать апертуру (способность оптического устройства собирать свет и противостоять размытию изображения) в реальном времени, что также раньше было невозможно, поскольку диафрагмы для жидкой оптики крайне чувствительны к колебаниям температуры и механическим воздействиям.
Диафрагма состоит из двух несмешивающихся жидкостей — глицерина и гексадекана. Лазерное управление позволяет отслеживать смещение оптического сигнала и компенсировать различные возмущения среды, сохраняя четкость и стабильность изображения.
«Лазер создает источник тепла между слоями, в результате чего в верхнем слое образуется термокапиллярный разрыв, обусловленный эффектом Марагони. Этот разрыв и служит регулятором апертуры», — пояснил руководитель лаборатории, доцент кафедры радиофизики ТюмГУ Наталья Иванова.
Внедрение жидких линз приведет к уменьшению размеров оптических систем, что востребовано в таких сферах, как медицина, микробиология, лазерная диагностика, навигация, передача информации и многих других.
Жидкие линзы, в отличие от "твердых" аналогов, позволяют получать более четкое изображение, а их фокусировка происходит быстрее и не приводит к износу линзы. Одним из первых идею применения жидкостей для построения оптических элементов с управляемыми характеристиками выдвигал Исаак Ньютон.
В 2016 году эта же исследовательская группа синтезировала раствор, который при облучении светом работает как плоско-выпуклая линза, а в 2017 году они разработали способ бесконтактного захвата и перемещения микро— и наночастиц, который позволяет манипулировать сотнями и тысячами частиц одновременно.
