محققان MIT لنزی ساخته‌اند که فوکوس را بدون استفاده از قطعات متحرک تغییر می‌دهد

محققان MIT لنز دوربینی ساخته اند که می‌تواند بدون استفاده از قطعات متحرک فوکوس را تغییر دهد.

لنزهای امروزی در ظاهر بسیار ساده به نظر می‌رسند، اما زمانی که آنها را باز می‌کنید با ده‌ها المنت مواجه می‌شوید که با حرکت کردن در جهات مختلف، بزرگنمایی را امکان پذیر می‌کنند. تعبیه تعداد زیادی قطعه متحرک درون لوازم الکترونیکی یا لنزها به معنی احتمال خرابی زودتر و کاهش طول عمر است.

حال گروهی از محققان مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) لنزی ساخته‌اند که می‌تواند با استفاده از یک ماده تغییر فازدهنده (PCM) و غیرمتحرک، به سرعت و با دقت فوکوس کند. این لنز در واکنش به گرما ساختار اتمی خود را تغییر داده و بنابراین نیازی به قطعات متحرک برای فوکوس کردن ندارد.

ماده مورد بحث، نوع جدیدی از ماده GeSbTe است که در CD و DVD قابل نوشتن بکار می‌رود. برای این مصارف، از حرارت لیزر برای تغییر حالت ماده از شفاف به کدر استفاده می‌شود. حال محققان MIT عنصر شیمیایی «سلنیوم» را نیز اضافه کرده و متوجه شدند با تاباندن لیزر، ساختار اتمی ماده از «وضعیت بی‌نظم و تصادفی به وضعیت منظم‌تر و کریستالی» تغییر پیدا کرد و قدرت انکسار ماده بدون تغییر شفافیت آن عوض شد.

ساختارهای حک شده روی سطح این لنز به گونه ای طراحی شده اند که نور را به طرق خاص شکسته یا انعکاس می‌دهند. زمانی که ماده در معرض گرما قرار می‌گیرد، خصوصیات اپتیکی آن تغییر پیدا می‌کنند. این لنز در پیکربندی اولیه توانست نور فروسرخ را در دمای اتاق به نقطه‌ای نزدیک فوکوس کند و سپس نقطه فوکوس خود را پس از قرارگیری در برابر گرما دورتر کرد.

«Tian Gu»، دانشمند مواد از MIT و یکی از محققان ارشد این تحقیق می‌گوید: «لنز فوق العاده باریک ما بدون استفاده از قطعات متحرک، می‌تواند به تصویربرداری بدون بیراهش در اجسام پشت سر در عمق‌های مختلف دست یافته و رقیبی برای سیستم‌های اپتیکی سنتی باشد.»

محققان معتقدند می‌توان گرم‌کننده‌های کوچکی درون این لنز قرار داد که با پالس‌های چند میلی ثانیه‌ای به سرعت ماده را گرم کرده و با تنظیم دقیق دما، دستیابی به تنظیم پیوسته کانون در حداقل و حداکثر فاصله کانونی را امکان پذیر می‌کنند.

به گفته محققان می‌توان از نمونه اولیه این لنز در دوربین‌های حرارتی فوق کوچک و دوربین‌های دید در شب پیشرفته استفاده کرد و با اصلاحات می‌توان لنزهای بسیار کوچک و بدون قطعه متحرک برای موبایل‌ها ساخت.

نتایج این تحقیق در ژورنال Nature Communications منتشر شده است.