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Telescópio com lente ultrafina e achatada captura imagem da Lua

Por| Editado por Patricia Gnipper | 07 de Março de 2023 às 18h24

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viledevil/Envato
viledevil/Envato

Pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos Estados Unidos, criaram o primeiro telescópio com uma metalente compacta e ultrafina, e já usaram o instrumento para capturar uma imagem da Lua. Este tipo de lente contém pequenos padrões, como os de antena, na superfície, que permite focar a luz para ampliar objetos distantes.

As lentes normalmente usadas em câmeras e telescópios têm superfície curva e espessura variada. Apesar dos padrões em sua superfície, as metalentes focam a luz da mesma forma como as lentes de vidro curvo fazem — com a diferença de que elas têm superfície plana. “As metalentes usam nanoestruturas nas lentes ao invés da curva para contornar a luz, o que permite que sejam achatadas”, explicou Xingjie Ni, autor correspondente.

Pequenas metalentes foram desenvolvidas no passado, mas desta vez, os pesquisadores criaram uma com cerca de oito centímetros de diâmetro, que pode ser usada em sistemas ópticos como telescópios. Para isso, eles adaptaram a fotolitografia ultravioleta profunda (ou “DUV”, na sigla em inglês), um método normalmente usado para a produção de processadores computacionais.

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Segundo Ni, o método foi eficiente para as metalentes porque permite padrões muito maiores enquanto mantém pequenos detalhes, necessários para a lente funcionar. Eles modificaram o método com um novo procedimento: com uma máquina de litografia DUV, eles projetaram um padrão em um quadrante da estrutura usada para a metalente com uma lente de projeção, e repetiram o processo até todos os quadrantes terem padrões.

Conforme o tamanho da metalente aumentou, os arquivos digitais necessários para processar os padrões ficaram maiores, tornando mais demorado o processo com a máquina. Eles contornaram este problema com a compressão dos arquivos, realizada através de aproximação de dados.

No fim, eles fabricaram um telescópio com uma única lente, que conseguiu capturar imagens claras da superfície lunar com resolução e distância de imagem maiores que outras metalentes. “O processo tem baixo custo, porque as máscaras com os dados do padrão para cada quadrante podem ser reutilizadas devido à simetria de rotação da metalente’, disse Ni. “Isso reduz os custos e impactos ambientais do método”, acrescentou.

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Entretanto, antes que essa tecnologia possa ser aplicada em câmeras modernas, os pesquisadores precisam ainda descobrir uma forma de evitar a aberração cromática. Esta expressão descreve a distorção e borrão em fotos, causados quando diferentes comprimentos de onda passam por uma lente. “Estamos explorando designs menores e mais sofisticados na luz visível, e vamos compensar as aberrações ópticas, incluindo a cromática”, disse.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Nano Letters.

Fonte: Nano Letters; Via: Universidade Estadual da Pensilvânia