Nii õhukest läätse pole keegi varem näinud – see on tõesti üsna nähtamatu

Mõne aatomi paksusel läätsel on ülimale õhulisusele lisaks veel üks hea omadus: osal lainepikkustel paistab see läbi nagu tavaline kile, suurendab aga kindlaid värve. Nii saaks teha põnevaid liitreaalsuse lahendusi. Foto: teadustöö / Nano Letter 2024

Kontaktläätsed on tänapäeval üsna õhukesed, kuid Stanfordi ja Amsterdami ülikooli teadlaste uus leiutis teeb neile kõigile silmad ette. Sealsed teadlased on loonud maailma kõige õhema läätse, mille paksus on vaid kolm aatomit.

Läätsed on loodud valguse kogumiseks, selle murdmiseks ja kindlasse punkti fokusseerimiseks. See suurendab kujutisi, et parandada nägemist, näha mikroskoobi abil väga väikseid asju või teleskoopide abil väga kaugeid objekte.

Tavaliselt on läätsed valmistatud kumerast klaasist või muudest läbipaistvatest materjalidest, nagu hüdrogeelid kontaktläätsede puhul.

Klassikaline disain võib tähendada, et suured läätsed on üsna paksud ja rasked, eriti kui neid klaasist teha. Materjalide kokkuhoiuks leiutati 19. sajandil kumeratele läätsedele alternatiivne lahendus – Fresneli lääts – mis oli algselt mõeldud kasutamiseks tuletornides. Need kasutavad kontsentrilisi ringe, et murda valgust, halvendades küll veidi pildi kvaliteeti, kuid lastes teha palju õhemaid läätsi.

Nüüd on teadlased viinud selle tehnika peaaegu võimaluste piirimaile, luues läätse, mis on vaid 0,6 nanomeetrit paks ehk siis ainult kolme aatomi jagu. See teeb leiutisest kõige õhema läätse, mis kunagi on ehitatud, purustades eelmise rekordi 2016. aastast, kus paksus oli 6,3 nm, mis on kümme korda paksem.

Uus lääts koosneb volframdisulfiidi kontsentrilistest ringidest, mis neelavad seda tabavat punast valgust ja kiirgavad selle edasi ühte fookuspunkti, mis asub 1 mm kaugusel läätse pinnast. Lääts toimib lühiajaliste kvaasiosakeste ehk «eksitonide» moodustamise kaudu, mis seejärel lagunevad ja kiirgavad valgust.

Kuna see fokusseerib selektiivselt vaid punast valgust, läbivad teised lainepikkused läätse tegelikult häirimatult, mis võib viia omakorda väga huvitavate rakendusteni.

«Lääts võib leida rakendust seal, kus vaade läbi läätse ei tohiks olla häiritud, kuid väike osa valgusest saab kanda teavet,» ütles uuringu autor Jorik van de Groep, «see teeb lahenduse ideaalseks mõnede kantavate prillide, miks mitte näiteks liitreaalsuse prillide jaoks.»

Teadlased lisavad, et järgmine samm on näha, kas sama tehnikat saab kasutada keerukamate kattematerjalide loomiseks, mida aktiveerivad väikesed elektrilised impulsid.

Uurimistöö avaldati ajakirjas Nano Letters. 

Allikad: Amsterdami ülikool, New Atlas