Optilisi läätsesid me oleme kõik näinud. Fotoaparaadi objektiivis on nad suheliselt suured, mobiiltelefonides palju väiksemad. Juba mõnda aega on olemas ka üliõhukesed läätsed paksusega vaid mõned mikromeetrid (nimetagem neid tasaläätsedeks), mida on võimalik kasutada eriti miniatuursetes seadmetes. Seni jäid sellised läätsed hätta värvilise valgusega. Nüüd on suudetud valmistada tasaläätsed, mis suudavad koondada erineva lainepikkusega valgust samale kaugusele.
Tavaline lääts ja akromaat.
Kromaatiline aberratsioon on nähtus, mis esineb ka tavaliste läätsede puhul – kuna erinevatele lainepikkustele on läätse materjali murdumisnäitaja erinev, koonduvad erineva lainepikkusega valguskiired ka erinevatele kaugustele läätsest (vt juuresolevat pilti). Kromaatilist aberratsiooni saab oluliselt vähendada, kui kasutada mitmest läätsest koosnevaid objektiive. Kui valida läätsede kumerusraadiused ja materjal õigesti, on võimalik saavutada olukord, kus kaks või kolm lainepikkust koonduvad objektiivist samale kaugusele (fokaaltasandile). Kolme lainepikkuse fokaaltasandit ühildavaid läätsede süsteeme nimetatakse akromaatideks.
Tasaläätsed töötavad hoopis teisel põhimõttel, kui tavapärased läätsed. Tasaläätse moodustavad klaasalusele kantud räniantennid (vt teine pilt). Selliseid struktuure oleme me ka koolifüüsikas kohanud, neid nimetatakse difraktsioonivõredeks. Tasaläätsede struktuur on loomulikult keerulisem, aga sarnaselt difraktsioonivõredele sõltuvad nende omadused üldjuhul tugevalt valguse lainepikkusest. Järelikult tekivad nende abil kujutise tekitamisel sarnased probleemid, kui tavalise läätse korral. Seni ei suudetud tasaläätsede kromaatilist aberratsiooni kuidagi elimineerida.
Vasakul pildil on külgvaade tasaläätsest. Paremal pool näeme eksperimendi tulemusi, kus tasaläätselt lähtuv eri värvi valgus koondub samal kaugusel tasaläätsest.
Nüüd annavad ajakirjas Science ilmunud tulemused lootust, et siin on toimunud läbimurre – Francesco Aieta, Mikhail A. Kats, Patrice Genevet ja Federico Capasso on leidnud meetodi akromaatiliste tasaläätsede konstrueerimiseks. Juuresolevalt pildilt on näha, et erineva värviga valgus tõepoolest koondub ühele ja samale tasandile. Järelikult on selliste tasaläätsedega võimalik ka värvilisi kujutisi tekitada.
Uurijad loodavad, et see tulemus avab tasaläätsedele tee rakendustesse.
Allikad:
Leave a Reply