Исследователи разработали линзу, которая действует как разделитель цветов, а также выполняет свои классические функции. Исследователи разработали метаповерхностные линзы пиксельного масштаба — это плоская поверхность, которая использует наноструктуры для управления светом. Такое устройство можно применить для создания датчиков изображения, которые примерно в три раза более чувствительны, чем те, что используются сегодня.

Традиционные датчики изображения, например те, что используются в смартфонах, носимых устройствах и автономных транспортных средствах, имеют ограниченную чувствительность. Дело в том, что они работают на цветных фильтрах, размещенных над каждым пикселем. Наши новые металлические линзы изготовлены из высокотехнологичной поверхности, которая может собирать свет, одновременно разделяя основные цвета без каких-либо цветовых фильтров. Благодаря этому значительно повышается чувствительность, – Масаси Мията, руководитель исследовательской группы.

Отмечается, что цветовые датчики без фильтров, изготовленные с использованием новых металлических линз, помогли повысить уровни сигнала без ущерба для качества цветного изображения или для пространственного разрешения. Также линзы можно легко интегрировать в датчики тока для создания устройств визуализации без фильтров.

В обычном датчике информация о цвете передается с помощью цветовых фильтров, которые поглощают часть света. Красный фильтр, например, пропускает только красные волны, поглощая все остальные длины волн. Это означает, что на самом деле передается только 30% света.

Чтобы повысить чувствительность, исследователи разработали матрицу metalens, которая получает информацию о цвете без оптических потерь с помощью процесса, который называется сортировка цветов. Во время него цвета разделяются на красный, зеленый и синий, а затем происходит фокусировка каждого цвета на разных пикселях.

Исследователи использовали оптический микроскоп, чтобы имитировать способ прохождения света через металлическую матрицу. Эксперимент показал, что датчик на основе metalens генерирует цветные изображения с увеличенным в 2,83 раза уровнем сигнала без ущерба для качества цвета. Новая архитектура датчиков может сделать снимки быстрее и в условиях меньшей освещенности.