Вполне возможно, что искаженные изображения, получаемые с помощью мобильных телефонов, а также огромные фотографические телообъективы, в скором времени уйдут в прошлое благодаря разработке исследователей из University of Wisconsin-Madison (США).

Группа исследователей во главе с адъюнкт-профессором Джеком Ма [Zhenqiang (Jack) Ma] разработала гибкий светочувствительный материал, который призван революционизировать фотографию и другие технологии, имеющие дело с построением изображений. Технология и результаты исследований приведены в статье, которая вследствие своей значимости, даже вынесена на обложку январского выпуска журнала Applied Physics Letters (Hao-Chih Yuan, Jonghyun Shin, Guoxuan Qin, Lei Sun, Pallab Bhattacharya, Max G. Lagally, George K. Celler, and Zhenqiang Ma. Flexible photodetectors on plastic substrates by use of printing transferred single-crystal germanium membranes, – Appl. Phys. Lett. 94, Issue 1, 013102 (2009); DOI:10.1063/1.3062938).

При построении изображения свет проходит через объектив изображающей системы и фокусируется на светочувствительной площадке приемника излучения (ПИ). При этом, объектив изгибает фокальную плоскость, что приводит к искажению изображения, регистрируемого плоским ПИ. При этом, искажения тем больше, чем дальше от фокальной плоскости формируется изображение.

Объективы фотокамер высокого класса имеют несколько линз для коррекции искажений изображения по разным параметрам. Обычно, такие объективы имеют большие размеры и вес и, разумеется, высокую цену. Но даже высококачественные объективы не могут обеспечить высокое качество изображения на краях поля.

Изогнутый ПИ, разработки группы Джека Ма, в существенной степени позволяет избавиться от вышеперечисленных недостатков, в частности геометрической дисторсии изображения. Конструкция нового ПИ навеяна устройством человеческого глаза, где свет входит через зрачок, трансформируется единственной линзой (хрусталиком) и в глубине глаза попадает на сетчатку (приемник излучения), которая имеет неплоскую – изогнутую форму, что исключает большую часть геометрических искажений изображения. Таким образом, имея ПИ, изогнутый в форме волнового фронта, нет необходимости в сложной конструкции объектива.

Группа делает изогнутые фотодетекторы со специально изготовленной наномембраной – исключительно тонкой пленкой германия, высоко светочувствительного материала, который часто применяют в приемниках излучения изображающих систем. Далее, исследователи накладывают наномембрану на любую полимерную подложку, например, тонкую и гибкую пластиковую пленку, получая компактные ПИ, которые могут изгибаться, принимая нужную форму. На сегодня исследователи из University of Wisconsin-Madison отработали технологию изготовления ПИ, изогнутых только по одной координате (цилиндрической формы), однако руководитель проекта надеется уже в скором времени изготовить сферические ПИ.

В то же самое время ученые сумели изготовить матричные ПИ на изогнутой подложке, используя ту же самую технологию, благодаря хорошим упругим свойствам тонких пластинок германия.

Евгений Биргер