متالنز های جدید؛ جایگزینی برای لنزهای سنگین و پرهزینه

به لطف فیزیک به زودی لنزهای شیشه‌ای حجیم و سنگین دوربین‌ها با متالنزهای بسیار باریک جایگزین خواهد شد. این لنزها به صورت میکروسکوپی مهندسی شده‌اند تا با یک درصد وزن و اندازه‌ی لنزهای سنتی بتوانند نور را متمرکز کنند.

تیمی از دانشکده‌ی مهندسی هاروارد متالنزی را طراحی کرده‌اند که می‌تواند تقریباً تمام طیف‌های نور مرئی را متمرکز کند. متالنزهای قبلی تنها می‌توانستند طیف محدودی از طول موج‌های رنگی یا بخشی از طول موج‌های نامرئی را متمرکز کنند.

هنگامی که نور از شیشه عبور می‌کند، سرعت کند شدن طول موج‌های مختلف نور مرئی متفاوت است. این قضیه باعث خم شدن و جدا شدن این طیف رنگ‌ها از هم می‌شود. وقتی یک پرتو نور سفید از منشور عبور کند رنگین‌کمانی در سمت دیگر منشور تشکیل می‌شود. این اتفاق چالشی برای سازندگان لنز است؛ یعنی یک عنصر متمرکز باعث ایجاد نقاط متفاوتی از قرمز تا بنفش روی فیلم یا سنسور می‌شود.


مقاله مرتبط:آستیگماتیسم؛ عینک، لنز یا جراحی؟


راه حل چیست؟

بنابراین، لنز دوربین‌های مدرن از عناصر مختلف شیشه‌ای برای اصلاح و معکوس کردن این اثر استفاده می‌کنند تا طول موج‌های مختلف نور را در یک نقطه‌ی کانونی واحد جمع کنند. گرچه این روش هم چندان جواب نمی‌دهد. بسیاری از عکاسان درد خرید لنز گران را چشیده‌اند تا حاشیه‌ی بنفش انحراف رنگی را در اطراف اشیای عکس خود را حل کنند!

متالنز روش متفاوتی برای متمرکز کردن نور دارد. به جای بهره‌برداری از ویژگی‌ پراکنده کنندگی شیشه، متالنزها از نانوفین‌ها برای خم کردن طول موج‌ها به سمت نقطه‌ی کانونی متالنز استفاده می‌کنند. نانوفین‌ قطعات کوچکی هستند که معمولاً از تیتانیوم دی اکسید ساخته شده‌اند.

در گذشته متالنزها هر بار فقط می‌توانستند یک طول موج یا در موارد پیشرفته‌تر طیف باریکی از نور مرئی را خم کنند. اما متالنزهای جدید تقریباً تمام طیف نور را با ترکیب نانوفین‌ها با طول موج‌های مختلف در یک سطح، خم می‌کنند.

با این حال، این متالنزها تمام آنچه را که چشم انسان می‌بینید پوشش نمی‌دهند. طبق گفته‌ی ناسا، یک چشم سالم به طول موج‌های 380 نانومتر، یک رنگ بنفش آزاردهنده، تا حدود 700 نانومتر یعنی قرمز تند واکنش نشان می‌دهد. متالنز هاروارد بین 470 نانومتر تا 680 نانومتر را پوشش می‌دهند. البته در آینده‌ی نه چندان دور این طیف می‌تواند کامل شود.

برای رقابت جدی با لنزهای سنتی، متالنز باید بر چالش‌های دیگری نیز پیروز شود. به عنوان مثال رزولوشن. هیچ یک از متالنزها به اندازه‌ی رقبای شیشه‌ای خود دقیق و تیز نیستند. اما، همانطور که تکنولوژی پیشرفت می‌کند، بر محدودیت‌ها نیز غلبه می‌کند.

شاید به همین زودی‌ها متالنزها را در قفسه‌ی فروشگاه‌ها نبینید اما آن‌ها در راه هستند!