Ученые создают очки-телескопы

Ученые Самарского университета нашли способ разработки принципиально новых, компактных и простых изображающих систем, который позволит в будущем создать мощную и компактную оптику, например, очки-телескопы. Результаты исследования опубликованы в журнале "Компьютерная оптика".

Классическая изображающая оптическая система состоит из сферических линз и зеркал. Сферическая поверхность формируется на очень простом оборудовании с несложным набором технологических операций, которые за последние сотни лет не претерпели значительных изменений.

В то же время оптические изображающие системы на основе рефракционных асферических линз, по словам ученых, намного компактнее и проще в конструкции, поскольку содержат меньше элементов. Однако технологии их изготовления намного сложнее технологий изготовления сферических линз, поэтому асферические линзы широко используются в изображающих системах только последние 20 лет.

Ученые Самарского университета рассмотрели возможность использования гармонических обобщенных линз (дифракционных оптических элементов, фазы которых описываются степенной зависимостью от радиальной координаты с произвольным показателем) вместо параболических в изображающих оптических системах. По их мнению, результаты исследования позволят разработать принципиально новые изображающие системы, основанные на использовании плоской аппроксимации асферических неизображающих линз.

"Мы показали, что система обобщенных линз формирует довольно качественное изображение. Для получения отображения точки в точку предложено использовать две обобщенные линзы в системе, подобной Фурье-коррелятору, где вторая линза устанавливается так, чтобы при падении на систему плоской волны на выходе оптической системы формировалась плоская волна", – рассказал РИА Новости профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета Роман Скиданов.

Для тестирования системы и определения ее основных оптических характеристик системы ученые использовали стандартную радиальную светотехническую таблицу. Они пришли к выводу, что для монохроматического излучения качество изображения, формируемого телескопической системой обобщенных линз, сопоставимо с качеством изображения, полученным в телескопической системе из обычных параболических линз.

"Мы рассмотрели простейшую ситуацию, когда две рядом расположенные гармонические обобщенные линзы, каждая из которых в отдельности не строит изображение, вместе дают хорошую "картинку". Такое обычно возможно, только когда сферические линзы удалены друг от друга, как в телескопе или бинокле", – отметил автор исследования.

Сейчас ученые планируют эксперимент, который в случае положительного результата позволит существенно сократить длину оптических изображающих систем.

"Вместо довольно громоздких бинокля или подзорной трубы можно будет использовать специальные очки: надел их на нос и смотри в небо на звезды. Также можно будет существенно сократить длину фотообъективов для профессиональных фотоаппаратов", – заключил Роман Скиданов.