Geleneksel kırıcı teleskoplar, uzak objeleri büyütmek için ışığı kırarak bir odak noktasına yönlendiren kavisli mercekler kullanır. Lakin, uzak yıldızlar yahut milyonlarca ışık yılı uzaklıktaki galaksileri incelemek için gerekli büyütmeyi sağlamak ismine bu mercekler kalın ve ağır hale gelir.
Bilim insanları, daha hafif ve taşınabilir olan düz mercekleri keşfetmeye çalıştı lakin bu çeşit merceklerde ışık farklı biçimde etkileşime giriyor. Düz merceklerden geçen ışık, farklı dalga uzunluklarının birçok istikamette dağılmasına neden oluyor ve bulanık imgeler ortaya çıkıyor.
Bu probleme tahlil olarak geliştirilen MDL, mikroskobik seviyede küçük, eşmerkezli halkalardan oluşan çok katmanlı bir yapıya sahip. Bu halkalar, farklı dalga boylarındaki ışığı tıpkı odak noktasına yönlendirerek net ve renk açısından gerçek imgeler oluşturabiliyor.
Araştırmacılar, yeni merceğin 100 milimetre çapında, 200 milimetre odak uzunluğuna sahip ve yalnızca 2.4 mikrometre kalınlığında olduğunu belirtti. Görünür ışığın 400 ila 800 nm dalga uzunluğu aralığına uyumlu olan bu lens, klasik kavisli merceklerden çok daha hafif ve renk bozulmalarını ortadan kaldırıyor.
Çalışmanın sonuçları, 3 Şubat’ta Applied Physics Letters mecmuasında yayımlandı. Çalışmanın başyazarı olan Utah Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü’nden Yardımcı Doçent Apratim Majumder, “Bu çalışma, hava ve uzay tabanlı teleskoplarda tam renkli görüntüleme yapabilecek büyük açıklıklı hafif düz mercekler oluşturmak için bir adımdır” dedi.
Daha evvel de bilim insanları, yüzeyi boyunca oyulmuş eşmerkezli sırtlardan oluşan Fresnel bölge plakalarını (FZP) tasarlamıştı. Lakin bu tasarım, ışığı farklı açılarda kırarak renk bozulmalarına neden oluyordu. MDL’nin farkı ise bu halkaların mercek içinde farklı derinliklerde bulunması. Bu yapı sayesinde farklı dalga uzunlukları ayrılmadan tıpkı odak noktasında toplanabiliyor.
Araştırmacılar, MDL’yi kullanarak Güneş ve Ay’ın manzaralarını muvaffakiyetle elde ettiklerini belirtti. Çektikleri Ay fotoğrafları, kıymetli jeolojik özellikleri ortaya çıkarırken; Güneş fotoğrafları ise görülebilir güneş lekelerini net bir halde gösterdi.
Majumder, “Bu merceklerin performansını görünürden yakın kızılötesine kadar çok geniş bir bant aralığında simüle etmek için çok büyük bilgi kümelerini içeren karmaşık hesaplamalar yapmamız gerekti” dedi. Tıpkı vakitte, üretim sürecinin de son derece hassas süreç denetimi ve çevresel kararlılık gerektirdiğini belirtti.
Araştırmacılar, astronomi, astrofotografi ve hava ile uzay tabanlı görüntüleme uygulamaları dahil olmak üzere bu teknolojinin birçok alanda kullanılabileceğini açıkladı. Utah Üniversitesi’nden Profesör Rajesh Menon, “Utah Nanofab’da bu mercekleri sahiden üretebilecek kaynaklara sahibiz” dedi.