25.10.2021, 09:30
Группа исследователей разрабатывает голографические линзы, которые будут способны разложить свет звёзд в видимом и инфракрасном диапазоне в спектр, либо получить сфокусированное изображение. Самое удачное, что такая конструкция может иметь небольшие размеры — десятки метров в диаметре. Её можно свернуть на Земле и развернуть в космосе.
Космические телескопы имеют ограничение по массе и размеру стеклянных линз, диаметр которых — максимум несколько метров. Выход — легкая и гибкая голографическая линза.
Для создания голограммы исследователи использовали две сферические волны света. Это позволило полностью контролировать как работу с дифракционной решеткой, записанной на пленке, так и с эффектом, который она оказывает на свет. Учёные хотят увидеть экзопланеты напрямую и иметь возможность смотреть на звезду и планету раздельно, различая оба объекта. Для этого, несомненно, понадобится высокое разрешение и очень большой телескоп.
Разработанная линза, а точнее, голографический оптический элемент, представляет собой усовершенствованную версию линзы Френеля. В таких линзах используются концентрические кольца-призмы, расположенные в горизонтальной плоскости для имитации фокусирующей способности изогнутой линзы. Первые линзы Френеля относят к 19 веку — тогда их использовали в маяках! Современные же линзы Френеля из стекла или пластика используются в автомобильных лампах. Голографические линзы Френеля люди уже несколько столетий умеют создавать, воздействуя двумя источниками света, расположенными на разных расстояниях от пленки, на светочувствительную пластиковую пленку. Но исследователи умели только фокусировать свет, но не разделять его спектр.
В предложенном методе используются два близкорасположенных источника света. Они создают концентрические волны света, которые по мере продвижения к пленке либо усиливают, либо гасят друг друга. Так на пленку «записывается» голографическое изображение, а свет, проходящий через голографический оптический элемент, либо фокусируется, либо «растягивается».
Любая линза Френеля немного «растягивает» свет, но недостаточно. С одной стороны, учёным удалось сохранить фокусирующие свойства линзы Френеля, но с другой стороны, благодаря вносимой дифракции, команде удалось получить сверхразрешение со спектральным разделением каждого цвета. Цвет получается очень хорошим, настолько чистым и ярким, насколько это возможно.
Статья опубликована в журнале Nature Scientific Reports.
