Dankzij een speciaal patroon van groeven is een platte lens in staat een prima afbeelding te maken. Het is een verbeterd alternatief voor de bekende platte Fresnel-lens.
Onderzoekers van de University of Utah zijn er in geslaagd een patroon te berekenen dat in een keurige afbeelding resulteert. Dankzij lithografische technieken is het ook mogelijk dat complexe patroon op een glasplaat aan te brengen.
Diffractie
De lens maakt gebruikt van het zogeheten diffractie-effect. Anders dan bij een gewone lens wordt de afbeelding niet verkregen door de lichtbundels een keurig pad te laten volgen, maar door gebruik te maken van het principe van uitdoving en versterking wanneer lichtbundels met elkaar samenvallen. Denk aan de proef met twee spleten waar een lichtbundel op valt. Vanwege diffractie ontstaat achter die twee spleten een patroon van in elkaar overgaande lichte en donkere strepen.
Zo'n diffractiepatroon levert een mooi beeld met laserlicht van één bepaalde golflengte, maar dat gaat minder goed met gewoon licht: alle kleuren hebben hun eigen golflengte en resulteren elk een verschillend diffractiepatroon.
De onderzoekers hebben nu een computer een groevenpatroon laten uitrekenen dat ook voor gewoon licht leidt tot een keurige afbeelding. Dankzij lithografische technieken is het mogelijk dat complexe patroon op een glasplaat aan te brengen.
Van een afstand lijkt de zo geëtste platte lens op een tralie. De groeven zelf zijn in de orde van tienden van micrometers, de dichtheid waarmee ze op het glas zitten is in de orde van 2500 stuks per mm. Bij een brandpuntsafstand van 280 mm is de afbeeldingsfout in de orde van micrometers.
De onderzoekers voorzien toepassingen waar er geen ruimte is om een klassieke lens te gebruiken, bijvoorbeeld voor microscopisch onderzoek waar de lens zo dicht mogelijk bij het voorwerp moet komen.
Vuurtoren
Er bestaan ook andere typen platte lenzen. Algemeen bekend is de Fresnel-lens, waarbij de bolling van de gewone lens in fragmenten is geknipt, die vervolgens in een plat vlak naast elkaar zijn gelegd.
Vuurtorens werken met een grofstoffelijke versie ervan, er zijn ook van die plastic plaatjes met cirkelvormige groeven waardoor een – zij het wat wazige – vergroting is te zien.
Van recente datum is de platte lens van metamateriaal. Dat bestaat uit een grote verzameling trilholten, die gezamenlijk leiden tot bijzondere optische eigenschappen. Het maken van zo'n platte lens stelt zeer hoge eisen aan de productienauwkeurigheid. Bovendien is die lens gevoelig voor de polarisatie van het licht.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.