Tenčí konstrukce je dnes základní charakteristikou mnoha elektronických produktů, mezi které patří jak desktopové monitory, tak i mobilní zařízení, které dnes integrují několik zařízení v jednom.
K dosažení ještě tenčích profilů monitorů i telefonů je nutné ztenčovat všechny použité komponenty – šasi, baterie, základní desky, displeje, ale také optickou vrstvu displeje, kamery a čočky integrovaných kamer. A právě v této oblasti se vědcům z Australské národní univerzity podařil průlom v tloušťce samotné čočky a použitého materiálu.
Nejtenčí čočky na světě
Díky výzkumu pod vedením dr. Larryho Lu se podařilo objevit nové možnosti použití materiálu v podobě krystalu MoS2 (Molybdenum Disulfide), který patří do kategorie látek s označením chalkogenidové sklo. Tyto materiály jsou používané jako flexibilní optický prvek například u přepisovatelných optických disků.
Dr. Larry Lu při zkoumání vytvořené čočky (Zdroj: ANU)
Z tohoto krystalu se vědcům podařilo vytvořit dle tvrzení nejtenčí čočky na světě, které jsou tenké pouze 6,3 nm. Pokud jde o starší „nejtenčí“ čočky, ty měly tloušťku v oblasti 50 nm a byly vyrobené pomocí metamateriálu ze zlaté maticové nanostruktury.
Detail miniaturní nejtenčí čočky (Zdroj: ANU)
Vytvořené 6,3nm čočky s poloměrem 10 mikronů jsou tvořené z devíti atomových vrstev, přičemž každá má tloušťku jen 0,7 nm. I jediná vrstva MoS2 má překvapivé optické vlastnosti s vysokým indexem lomu 5,5, přičemž pro srovnání - takový safír má „jen 1,77 a diamant 2,42.
Miniaturní kamery
Pokud se podíváme na dnešní nejtenčí smartphony, mají už poměrně malé čočky a kamery, které ale zvládnou snímat obraz ve vysoké kvalitě s vysokým rozlišení, o kterém si dřívější mnohem větší a samostatné kamery mohly nechat zdát. Kromě pokroku v oblasti snímacích čipů je ale jedním z důležitých komponent i právě samotná konstrukce čoček, která dovoluje celou kameru miniaturizovat při zachování vysoké kvality procházejícího světla.
Vybrané grafy a porovnání z výzkumu, podrobné informace naleznete v oficiálním materiálu (Zdroj: ANU)
Vědci se navíc pochlubili i tím, že dokázali vytvořit i mřížku mikročoček a výsledkem tak byla optická konstrukce podobná jako třeba u hmyzu. Nový dvourozměrný materiál umožňuje v takové formě například precizně měnit ohniskovou vzdálenost pomocí elektrického pole, což dovolí pokročilejší vlastnosti optické soustavy, které by s běžnými materiály a konstrukcí nebyly možné.
Důležité i pro virtuální realitu
Pokročilejší materiály a konstrukce čoček však nejsou důležité jen pro kamery a snímání světla, ale také pro jeho vysílání pomocí displejů. Kromě tenčích monitorů se ale nejvíce nabízí použití především v nastupující virtuální a rozšířené realitě, která používá kombinaci klasických malých mobilních displejů s vysokým rozlišením a speciálními čočkami, jež tvoří velmi důležitou část pro co nejdokonalejší obrazový vjem.
Při pohledu na dnešní formu brýlí pro virtuální realitu asi nejvíce zarazí právě tloušťka těchto brýlí, která je odvozená právě od toho, jak daleko od očí je umístěn displej a čočky. Lze tak čekat, že se velikost konstrukce v podobě displejů i čoček bude stále zmenšovat a v budoucnu se tak dočkáme mnohem menších brýlí pro virtuální realitu, které budou pravděpodobně i lehčí a zároveň nabídnou lepší kvalitu zobrazení. A jednou snad na první generace budeme koukat se stejným posměchem, jako na první „obří“ mobilní telefony.
