மெட்டாமெட்டீரியல் லென்சுகள் ஒளி கருவிகளில் ஒரு மாற்றத்தை ஏற்படுத்தலாம்

சமீபத்தில், ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தின் ஒரு ஆராய்ச்சி குழு, சுமார் 600 நானோமீட்டர் உயரம் கொண்ட டைட்டானியம் டயாக்சைடு (TiO₂) "நானோபிரிக்ஸ்" களை அடுக்கி ஒரு சீரான, காகிதம் போன்ற மெல்லிய சுருக்க lens உருவாக்கியுள்ளது. இந்த புதிய வகை லென்ஸ் ஒளி கருவிகளில் புரட்சிகரமான மாற்றத்தை ஏற்படுத்தலாம்.

கண்ணாடிகள் பல ஒளியியல் கருவிகள் மற்றும் மின்னணு தயாரிப்புகளில் தவிர்க்க முடியாத கூறுகள் ஆகும். பாரம்பரிய கண்ணாடிகள் பொதுவாக கண்ணாடியால் செய்யப்பட்டவை; இருப்பினும், அவற்றின் உள்ளமைவான அளவு மற்றும் எடையின் காரணமாக, கண்ணாடி கண்ணாடிகள் பெரும்பாலும் கருவிகளை பெரியதாக ஆக்குகின்றன—பல கண்ணாடிகள் தேவைப்படும் போது இந்த சிக்கல் மேலும் தெளிவாகக் காணப்படுகிறது.

மெட்டாமெட்டீரியல்கள் ஒளியியல் கிரிஸ்டல்களின் துறையில் நீண்ட காலமாக முக்கிய ஆராய்ச்சி கவனம் ஆக இருக்கின்றன. மெட்டாமெட்டீரியல்களின் அடிப்படையானது அவற்றின் நானோஉருவமைப்புகளில் உள்ளது, அவற்றின் அளவு ஒளியின் அலைநீளத்திற்குக் குறைவாக உள்ளது. இந்த உருவமைப்புகள் "விளையாட்டாக" ஒளி கதிர்களுடன் மாறுபட்ட வடிவங்கள், அளவுகள் மற்றும் அமைப்புகள் மூலம் தொடர்பு கொள்ள முடியும்: அவை தேவையானபோது ஒளி கதிர்களை தடுக்கும், உறிஞ்சும், அதிகரிக்கும் அல்லது முற்றுப்புள்ளி செய்யும்.

இன்றுவரை, மெட்டாமெட்டீரியல்கள் ஒளி லென்சுகளின் துறையில் பரவலாக பயன்படுத்தப்படவில்லை. இதற்கான மைய காரணம் (மெட்டாமெட்டீரியல் லென்சுகள் மற்றும் கண்ணாடி லென்சுகள் இடையிலான முக்கிய வேறுபாடும்) மெட்டாமெட்டீரியல்கள் ஒளிக்கான "அலைநீளம்-தேர்வு" ஆக மிகவும் திறமையானவை. மற்றொரு வார்த்தையில், சிவப்பு ஒளிக்கான ஒரு லென்ஸ் பச்சை ஒளியை மையமாக்க முடியாது, மற்றும் அதற்கு மாறாகவும். மேலும், மனித கண் மூலம் உணரக்கூடிய காட்சி ஒளி ஸ்பெக்ட்ரம் க்கான பொருட்களை உருவாக்குவது மிகவும் சவாலானதாக உள்ளது. ஆரம்ப மெட்டாமெட்டீரியல்கள் முதன்மையாக சிலிக்கான் அடிப்படையிலான மேற்பரப்பு பிளாஸ்மான் பொருட்கள் ஆக இருந்தன.

சமீபத்தில், *Science* என்ற இதழில் வெளியான ஒரு கல்வி ஆவணம், மெட்டாமெட்டீரியல்களின் நடைமுறை பயன்பாடு இப்போது அடையக்கூடியதாக உள்ளது என்பதை நிரூபித்துள்ளது. ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தின் ஆராய்ச்சி குழு, சுமார் 600 நானோமீட்டர் உயரம் கொண்ட டைட்டானியம் டைஆக்சைடு (TiO₂) "நானோபிரிக்ஸ்" களை அடுக்கி ஒரு சமமான, காகிதம் போன்ற கச்சித lens ஐ உருவாக்கியது. டைட்டானியம் டைஆக்சைடு இந்த பொருளை தேர்ந்தெடுத்ததற்கான முக்கிய காரணம், இந்த பொருள் தெளிவான ஒளியின் முக்கியமான உறிஞ்சலைக் காட்டவில்லை. இந்த மெட்டாமெட்டீரியல் லென்ஸ் 170 மடங்கு வரை செயல்திறன் கொண்ட பெருக்கத்தை கொண்டுள்ளது, மேலும் பெருக்கப்பட்ட படங்களின் தீர்மானம் பாரம்பரிய கண்ணாடி லென்ஸ்களின் தீர்மானத்துடன் ஒப்பிடத்தக்கது. இந்த புதிய வகை லென்ஸ் உண்மையில் ஒளி கருவிகளில் ஒரு புரட்சிகர மாற்றத்தை ஏற்படுத்தலாம்.

எனினும், மெட்டாமெட்டீரியல் லென்சுகள் தற்போது லேசர்களைப் பயன்படுத்தும் கருவிகளில் மட்டுமே பயன்படுத்தப்படலாம் (ஒரு வகை ஒரே அலைநீளம் கொண்ட மின்காந்த அலை). ஒருநாள் கூட்டுத்தொகை அலைநீளங்களை கையாள்வதற்கான சவாலை கடந்து வந்தால், அனைத்து ஒளி கருவிகளும் ஒரு புரட்டிப்போக்கு மாற்றத்தை அனுபவிக்கும். இந்த முன்னேற்றம் அடைந்தவுடன், ஒளி லென்சுகளின் அளவு குறிப்பிடத்தக்க அளவுக்கு குறைக்கப்படும், அவற்றின் செலவுகள் கடுமையாக குறையும், மேலும் எங்கள் தற்போதைய ஒளி சாதனங்களைப் பற்றிய புரிதலும் ஒரு புரட்டிப்போக்கு மாற்றத்தை அனுபவிக்கும்.