لنز جدید MIT بدون داشتن المان متحرک، فوکوس خود را تغییر می‌دهد

استفاده‌ از المان شیشه‌ای برای لنز دوربین، قرن‌ها است که هسته‌ی اصلی فناوری‌های تصویربرداری را تشکیل می‌دهد و شرکت‌های فعال در این صنعت همواره در تلاش‌اند به پیشرفت‌هایی در تولید آن دست پیدا کنند. مهندسان مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست (MIT) موفق ‌به ساخت «متالنز» (Metalens) جدیدی شده‌اند که می‌تواند بدون تغییر جایگاه یا شکل فیزیکی‌، روی سوژه‌ها در عمق‌های مختلف فوکوس کند.

براساس گزارش پتاپیکسل، لنز مهندسان MIT از شیشه‌ی جامد ساخته نشده است؛ بلکه از «ماده‌ای با توانایی تغییر فاز» استفاده می‌کند که می‌تواند هنگام قرار گرفتن در معرض گرما ساختار اتمی خود را بازآرایی کند. در نتیجه‌ی این اتفاق، نحوه‌ی تعامل مواد لنز با نور تغییر می‌یابد.

مهندسان MIT روی سطح مواد اولیه از ساختارهای ریزِ دقیقِ طرح‌دار استفاده کردند که می‌توانند نور را به روش‌هایی منحصربه‌فرد دچار شکست کنند. مهندسان MIT از این سطح طرح‌دار با عبارت «متاسطح» (MetaSurface)‌ یاد می‌کنند که باعث می‌شوند در حین تغییر مشخصه‌های ماده‌ی اولیه، قابلیت‌های نوری سیستم  تغییر کند. 

براساس گزارش وب‌سایت رسمی MIT،  وقتی متالنز در دمای اتاق باشد، متاسطح نور را متمرکز می‌کند تا از سوژه‌ای که در فاصله‌ی مشخصی از لنز قرار دارد، تصویری واضح ایجاد شود. وقتی متالنز در معرض گرما قرار گرفت، ساختار اتمی آن تغییر می‌کند و به‌عنوان نتیجه‌ی این اتفاق، متاسطح مسیر نور را تغییر می‌دهد تا روی سوژه‌ای که در فاصله‌ی دورتری قرار گرفته است فوکوس کند. این روش منحصربه‌فرد به لنز امکان می‌دهد بدون نیاز به المان‌های مکانیکی فوکوس خود را تنظیم کند. متالنز مهندسان MIT، به‌نوعی درایو حالت جامد (SSD) دنیای لنزها است.

^{تصویری بزرگ‌نمایی‌شده از مواد به‌کاررفته در لنز MIT}

تیان گو، دانشمند آزمایشگاه تحقیقات مواد در MIT، می‌گوید نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهند لنز فوق‌العاده نازکِ قابل ‌تنظیمی که موفق به ساخت آن شده‌اند و هیچ‌گونه بخش متحرکی ندارد، می‌تواند از سوژه‌هایی که در فواصل مختلف قرار گرفته‌اند و در فریم تصویر با یکدیگر تداخل دارند، تصاویری بدون اعوجاج (Aberration) ثبت کند. به‌ عقیده‌ی تیان گو، لنز مورد بحث به ‌دلیل این توانایی در زمینه‌ی تصویربرداری به رقیبی برای سیستم‌های اپتیکال سنتی و بزرگ‌ تبدیل می‌شود. 

اعضای تیم MIT اعتقاد دارند که می‌توان در لنز از قطعات ریزی برای بالا بردن دما استفاده کرد تا در زمانی کوتاه، دمای سیستم و در نتیجه فوکوس را تغییر داد؛ قطعات گرمادهنده می‌توانند کار خود را ازطریق پالس‌های کوتاه (در حد میلی‌ثانیه)‌ انجام بدهند. این فرایند از لحاظ تئوری باعث می‌شود لنز MIT به‌صورت مداوم فاصله‌ی کانونی خود را  بین حداقل و حداکثر تنظیم کند. هنوز مشخص نیست لنز گرم‌شده‌ پس از چه مدتی سرد می‌شود و به حداقل فاصله‌ی کانونی بازمی‌گردد.

^{تصویر ثبت‌شده از متالنز MIT ازطریق میکروسکوپ نوری}

لنز طراحی‌شده توسط مهندسان MIT بسیار هیجان‌انگیز و نوآورانه به ‌نظر می‌رسد؛ اما تا دیدن آن در دستگاه‌های تصویربرداری زمان زیادی باقی مانده است. گفته می‌شود این طراحی صرفا در گستره‌ی فروسرخ آزمایش شده است؛ بااین‌حال مهندسان MIT اعتقاد دارند که به‌ مرور زمان می‌توان اصلاحاتی در سیستم اعمال کرد تا امکان استفاده از آن در دستگاه‌های سنتی کوچک فراهم شود. از لحاظ تئوری می‌توان لنز MIT را به‌عنوان دوربین حرارتی برای پهپاد، گوشی‌ هوشمند یا عینک‌ دید در شب مورد استفاده قرار داد.