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Metalentes: tecnologia revolucionária pode eliminar lentes de câmeras fotográficas

Os pesquisadores da Universidade de Ottawa, no Canadá, desenvolveram um conceito chamado Spaceplate (placa espacial), que combinado como metalentes, pode reduzir imensamente o tamanho das lentes e até eliminar a necessidade de usar o atual padrão de lentes fotográficas em câmeras.

As metalentes focalizam os raios de luz em um sensor de imagem. Um sinal elétrico controla o formato das metalentes para que produzam padrões desejados de ondas ópticas resultando em melhores imagens. Crédito: Alan She / Harvard SEAS

Mas como isso é possível? Segundo os cientistas, a nanotecnologia permitiu o desenvolvimento de metalentes e a redução drástica de todo o processo ótico atualmente usado nas lentes. Inclusive, muitos projetos já usam as metalentes. Mas os pesquisadores da Universidade de Ottawa deram mais um passo adiante. Conforme descrito no resumo do artigo de pesquisa, os pesquisadores apresentaram o conceito e demonstrando experimentalmente uma “placa espacial” ótica. A placa espacial poderia funcionar em conjunto com uma metalentes para reduzir significativamente o tamanho da ótica ao ponto em que, em gráficos de exemplo, a lente pareça nivelada com o sensor de uma câmera. Veja abaixo o gráfico do sistema de metalentes com a placa espacial.

O Dr. Orad Reshef, membro da equipe, disse que a luz se espalha naturalmente quando viaja, e todo dispositivo óptico usado atualmente depende dessa propagação para funcionar. Como exemplo, ele aponta para a grande lacuna entre a óptica ocular e a lente objetiva de um telescópio ou a lente de uma câmera: ambas contam com essa distância e se espalham para funcionar corretamente. Mas essa lacuna, e outras lacunas no design de uma lente, ocupam muito espaço, e sua equipe desenvolveu o que eles chamam de “placa espacial” que é capaz de pegar a mesma difusão de luz e comprimi-la e permitir que sistemas de imagem inteiros fiquem dramaticamente menores como resultado.

“Nós consideramos o que aconteceria se você manipulasse a luz com base no ângulo em vez da posição de um raio de luz. As lentes agem por meio da posição do raio. Ângulo é um domínio completamente novo e ninguém havia mostrado que ele poderia ser usado para tornar algo particularmente útil. Identificamos um aplicativo útil, a compactação de espaço. E então mostramos que poderíamos realmente projetar e demonstrar experimentalmente placas que fazem exatamente isso”, disse o Dr. Jeff Lundeen – Presidente de Pesquisa em Fotônica Quântica do Canadá e Professor Associado do Departamento de Física da Universidade de Ottawa.

E não pense que isso é coisa apenas para um futuro distante. Os pesquisadores já estão trabalhando em alguns projetos com a placa espacial em conjunto com as metalentes que aumentam o fator de compressão de cinco para mais de 100 vezes, que segundo o Dr. Lundeen, mudará completamente o design dos novos equipamentos ópticos e fotográficos. Se quiser se aprofundar mais sobre a placa espacial e a metalens leia o relatório completo da pesquisa.

O que são metalentes?

O que são metalentes?
As metalentes são planas e microscópicas. Acima um protótipos de uma metalente.
Imagem: Giuseppe Strangi/Federico Capasso

As metalentes são superfícies planas, adaptáveis e ultrafinas que utilizam nanoestruturas para focar a luz e estão revolucionando a óptica, substituindo as grandes lentes de vidro curvas e abrindo o caminho para a miniaturização de dispositivos móveis, como telefones celulares e câmeras fotográficas. As metalentes conseguem com movimentos laterais fazer os ajustes no zoom óptico, foco automático, estabilização de imagem e eliminar a aberração cromática. Isso possibilitará a substituição das lentes pesadas de sistemas ópticos usados atualmente ​​em óculos, câmeras, celulares e dispositivos de realidade virtual por um sistema muito mais leve e eficiente.

O que são metalentes?
No centro desse uma metalente adaptativa é controlada por eletrodos embutidos feitos de nanotubos de carbono.
Crédito: Alan She/ Harvard SEAS

Espero que tenha gostado deste conteúdo. Recentemente também escrevi outro texto sobre: O que são tokens NFTs e como fotógrafos podem ganhar dinheiro com essa revolucionária tecnologia. Leia o artigo neste link. Até a próxima!

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