Новости и события
Архив
2017 2016 2015 2014 2013 2012 2011 2010 2009 2008 2007

Ученые Самарского университета представили дифракционную линзу, способную заменить полноценный телеобъектив

Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва на крупнейшей технологической конференции Европы WebSummit 2017, которая в эти дни проходит в Лиссабоне, представили первый в мире сверхлегкий дифракционный объектив. Один оптический элемент весом всего 5 г заменяет сложную и громоздкую систему линз и зеркал, аналогичную той, что используется в телеобъективах с фокусным расстоянием 300 мм и весом от 500 г.

Современным объективам большое количество оптических элементов (12 и более) необходимо для компенсации искажений изображения вследствие оптических аберраций. Вместо них ученые Самарского университета фактически используют одну дифракционную наноструктуру.

«Технология производства дифракционных линз отчасти сопоставима с производством компакт-дисков, – поясняет руководитель проекта, профессор кафедры суперкомпьютеров и общей информатики Артем Никоноров. – На поверхность кварцевого стекла наносится фоточувствительное вещество – резист. Его толщина – 7 микрон (для сравнения, толщина человеческого волоса 40-90 микрон). С помощью лазерного луча на резисте выводится 256-уровневый рельеф. С его помощью происходит «приближение» объекта, а компенсацию искажений обеспечивает цифровая обработка изображений на основе сверхточных нейронных сетей».

Характеристики линзы, полученные учеными Самарского университета, привлекательны для сфер, где идёт постоянная борьба за уменьшение веса и размеров оптики. В первую очередь, это компактные системы дистанционного зондирования Земли, устанавливаемые на малые летательные аппараты: беспилотники, атмосферные зонды и наноспутники. Диапазон орбит перечисленных аппаратов составляет от 20 км до 500 км, при этом поднимаемый ими вес оптики не может превышать 100 грамм.

На данный момент качество изображений, получаемых с помощью дифракционных оптических элементов, создаваемых в лабораториях Самарского университета, достигло порога, необходимого для вывода продукта на рынок. Представленные на рынке оптические системы для наноспутников способны обеспечить разрешение съёмки поверхности Земли в 40 метров. Технология, предложенная Самарским университетом, уже сейчас способна обеспечить разрешение в 18 метров. В ближайшее время этот показатель может быть улучшен до 10 метров.

Также дифракционные линзы могут быть востребованы в системах видеонаблюдения и безопасности, специальной технике для работы в экстремальных условиях, а также мобильных системах мониторинга городского пространства и системах умной урбанистики.

Справка:

Самарский университет – один из мировых лидеров в области исследований дифракционных оптических элементов и обработки изображений. Созданная учеными вуза дифракционная изображающая линза один из результатов 30-летней работы школы информационной оптики и фотоники под руководством академика РАН, президента Самарского университета Виктора Сойфера.

Первая статья ученых Самарского университета подтверждающая возможность использования дифракционной оптики в изображающих системах появилась в мае 2015 года по итогам крупнейшей мировой конференции по обработке изображений – IEEE Computer Vision and Pattern Recognition (http://ieeexplore.ieee.org/document/7301373/). В ноябре 2015 года вышла в свет совместная работа университета Торонто и университета имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии – о подобной разработке со ссылкой на работу Самарского университета. Ранее никто в мире не пробовал использовать дифракционную оптику для получения цветных изображений высокого разрешения.

Процесс производства одной линзы занимает около получаса. На данный момент произведено 150-200 дифракционных объективов различных конфигураций, но имеющихся в Самарском университете мощностей достаточно для производства тысяч подобных изделий в месяц.

Источник: Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва