Amerikaanse onderzoekers presenteren een metalens, een slim geëtst plaatje siliciumnitride zo groot als een zoutkorrel dat net zulke scherpe foto’s schiet als een reguliere cameralens.

Als je nog steeds rondloopt met een spiegelreflexcamera, zeul je waarschijnlijk een paar kilo aan materiaal mee. Het kost namelijk aardig wat lenzen om licht zo te buigen dat er haarscherp beeld op je camerachip valt. Onderzoeker Ethan Seng en zijn collega’s van de universiteiten van Washington en Princeton presenteren nu in vakblad Nature Communications een lensje zo groot als een zoutkorrel. Dat plakje transparant siliciumnitride kan in principe even scherpe foto’s schieten als een normaal objectief van een half miljoen keer zo groot, zeggen de onderzoekers.

Lees ook:

• Nieuwe lens laat virussen op levende cellen zien
• Camera schiet 10 biljoen beelden per seconde
• Lensloze camera’s mogelijk dankzij algoritmes

Metamateriaal

De truc achter de microlens van Seng en collega’s? Die bestaat niet uit een serie plastic lenzen achter elkaar, maar is bezaaid met een patroon van 1,6 miljoen elliptische pilaartjes transparant materiaal. Ieder pilaartje heeft zijn eigen uitgekiende vorm zodat ze als collectief bijzonder gedrag vertonen – een metamateriaal, in vaktermen.

In dit geval breekt en reflecteert het woud van pilaren licht op zo’n manier, dat een achterliggende computerchip (van vergelijkbaar formaat, niet op de foto) en een op maat gemaakt algoritme er een haarscherp beeld uit kunnen construeren. Om dat voor elkaar te krijgen moest mede-onderzoeker Shane Colburn (Universiteit van Washington) allerlei verschillende configuraties en vormen van pilaartjes ontwerpen. Vooralsnog levert de metalens nog maar kleurenplaatjes van 740 x 740 pixels op, maar volgens Sengs team is dat nog maar het begin.

Computerchip

Een groot voordeel van hun metalens is volgens Sengs team dat je die in massa kunt produceren zoals je ook computerchips etst. Dat kan goedkoper en sneller dan de fabricage van conventionele lenzen en die zouden dus weleens aan hun eind kunnen komen; een plakje metamateriaal aan de voorkant van je camera volstaat dan.

Hoofdonderzoeker Felix Heide (Princeton) ziet zelfs toepassingen voor zich waarbij je hele oppervlakken verandert in ‘lenzen’ met een enorme resolutie. “Dan zou je geen drie camera’s achterop je telefoon nodig hebben; de hele achterkant zou de camera zijn”, droomt hij in een persbericht. Tof, maar ook toekomstmuziek: de echte fotofanaat zeult voorlopig nog met tassen vol glas.

Bronnen: Nature Communications, Princeton University

Beeld: Princeton University

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!