Bằng cách tạo ra những trụ nano với nhiệm vụ đưa mọi bước sóng ánh sáng về hội tụ lại tại tiêu điểm, các nhà nghiên cứu tại Đại học Harvard đã có thể tạo ra những chiếc ống kính máy ảnh không có sắc sai, không có viền tím, thay cho những chiếc thấu kính cồng kềnh, cỡ lớn vốn đã được từ tận thế kỷ 18 và vẫn còn dùng tới giờ.
Mặc dù công nghệ máy ảnh đã có những bước tiến lớn trong những năm gần đây nhưng vẫn còn nhiều công nghệ được phát triển từ những thời kỳ đầu của công nghệ hình ảnh mà cho đến bây giờ vẫn còn sử dụng, điển hình như các thấu kính phức hợp dùng compound lenses dùng để khắc phục sắc sai.
Cho anh em nào lỡ quên, biểu hiện dễ thấy nhất của sắc sai chính là sự xuất hiện của những vòng viền màu tím bao quanh rìa một số chi tiết đối tượng trong ảnh chụp. Nguyên nhân là những bước sóng ánh sáng khác nhau sẽ có những điểm hội tụ khác nhau, từ đó dẫn tới hiện tượng sắc sai. Và do đó, hồi năm 1730, người ta đã phát minh ra loại thấu kính phức hợp, trong đó ghép nhiều loại thấu kính với tính chất khác nhau nhằm “điều chỉnh” các bước sóng này hội tụ về cùng một điểm nhằm giảm sắc sai. (Xem thêm về Sắc sai ở đây)
Và từ đó đến nay, công nghệ đó vẫn còn được sử dụng trên những chiếc ống kính cồng kềnh, đắt tiền và kỳ thực vẫn không thể nào khắc phục triệt để được. Tuy nhiên, với công nghệ mới của các nhà nghiên cứu tại Harvard thì điều đó sắp sửa được khắc phục. Họ gọi đó là metacorrector, trong đó sử dụng một lớp bề mặt các trụ nano (ảnh trên) được dùng để điều chỉnh biên độ, khuếch đại và phân cực ánh sáng. Lớp phủ này sẽ có giá rẻ hơn, hiệu quả hơn và lại đơn giản hơn so với cách khắc phục bằng các hệ thấu kính trước đây.
Một thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết: “Bạn có thể hình dung ánh sáng giống như những gói hàng khác nhau được chuyển đi với những tốc độ khác nhau trong các trụ nano. Chúng tôi đã thiết kế các trụ nano này để tất cả những gói hàng đều được chuyển tới tiêu điểm tại cùng một thời điểm. Nói cách khác, công nghệ này sẽ giúp chúng ta vượt qua khỏi giới hạn vật lý của ống kính và tạo ra những bức ảnh không còn bị quang sai.”
Được biết công nghệ này có thể được tích hợp vào tất cả các dạng hệ thống quang học hiện tại, không chỉ là những ống kính máy ảnh mà còn cả những kính hiển vi lẫn các kính thiên văn. Nhóm nghiên cứu đang tích cực hoàn thiện công nghệ nói trên để nó đạt hiệu suất cao hơn nữa nhằm nhanh chóng áp dụng vào những sản phẩm thương mại trong tương lai gần.
Mặc dù công nghệ máy ảnh đã có những bước tiến lớn trong những năm gần đây nhưng vẫn còn nhiều công nghệ được phát triển từ những thời kỳ đầu của công nghệ hình ảnh mà cho đến bây giờ vẫn còn sử dụng, điển hình như các thấu kính phức hợp dùng compound lenses dùng để khắc phục sắc sai.
Cho anh em nào lỡ quên, biểu hiện dễ thấy nhất của sắc sai chính là sự xuất hiện của những vòng viền màu tím bao quanh rìa một số chi tiết đối tượng trong ảnh chụp. Nguyên nhân là những bước sóng ánh sáng khác nhau sẽ có những điểm hội tụ khác nhau, từ đó dẫn tới hiện tượng sắc sai. Và do đó, hồi năm 1730, người ta đã phát minh ra loại thấu kính phức hợp, trong đó ghép nhiều loại thấu kính với tính chất khác nhau nhằm “điều chỉnh” các bước sóng này hội tụ về cùng một điểm nhằm giảm sắc sai. (Xem thêm về Sắc sai ở đây)
Và từ đó đến nay, công nghệ đó vẫn còn được sử dụng trên những chiếc ống kính cồng kềnh, đắt tiền và kỳ thực vẫn không thể nào khắc phục triệt để được. Tuy nhiên, với công nghệ mới của các nhà nghiên cứu tại Harvard thì điều đó sắp sửa được khắc phục. Họ gọi đó là metacorrector, trong đó sử dụng một lớp bề mặt các trụ nano (ảnh trên) được dùng để điều chỉnh biên độ, khuếch đại và phân cực ánh sáng. Lớp phủ này sẽ có giá rẻ hơn, hiệu quả hơn và lại đơn giản hơn so với cách khắc phục bằng các hệ thấu kính trước đây.
Một thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết: “Bạn có thể hình dung ánh sáng giống như những gói hàng khác nhau được chuyển đi với những tốc độ khác nhau trong các trụ nano. Chúng tôi đã thiết kế các trụ nano này để tất cả những gói hàng đều được chuyển tới tiêu điểm tại cùng một thời điểm. Nói cách khác, công nghệ này sẽ giúp chúng ta vượt qua khỏi giới hạn vật lý của ống kính và tạo ra những bức ảnh không còn bị quang sai.”
Được biết công nghệ này có thể được tích hợp vào tất cả các dạng hệ thống quang học hiện tại, không chỉ là những ống kính máy ảnh mà còn cả những kính hiển vi lẫn các kính thiên văn. Nhóm nghiên cứu đang tích cực hoàn thiện công nghệ nói trên để nó đạt hiệu suất cao hơn nữa nhằm nhanh chóng áp dụng vào những sản phẩm thương mại trong tương lai gần.
Tham khảo Harvard
