Китайские исследователи разработали специальную плоскую линзу толщиной около 7 микрон, которая формирует из света так называемую оптическую иглу — чрезвычайно тонкий луч, сохраняющий фокусировку на большом расстоянии. Новая линза решает эту проблему, увеличивая глубину визуализации в девять раз без усложнения оптической системы. В основе разработки лежит многоуровневая дифракционная линза, состоящая из миллионов микроскопических ступенчатых структур, каждая из которых тоньше человеческого волоса. В отличие от обычной оптики дифракционные микроструктуры позволяют объединить несколько функций в одном компактном устройстве.
Это делает систему не только эффективной, но и простой и недорогой в производстве. Расчёты и 3D-лазерная гравировка обеспечили исключительную точность изготовления, что позволило управлять светом на субволновом уровне. В экспериментах линза сфокусировала в оптическую иглу с поперечной шириной фокуса 2,4 мкм и продольной глубиной 2640 мкм. При интеграции в систему спектральной ОКТ новая линза увеличила глубину визуализации почти в девять раз по сравнению с обычной линзой при аналогичном боковом разрешении. Отмечается, что такой прирост производительности достигается простой заменой линзы, что трудно реализовать традиционными методами.
В ближайших планах исследователей — сделать оптическую иглу динамически настраиваемой, чтобы адаптировать её форму и интенсивность для разных условий. Кроме того, они видят потенциал в упрощении оптических архитектур для потребительских устройств, например камер смартфонов, что позволит создавать более компактные и доступные системы визуализации без потери качества. В медицине это может помочь врачам лучше диагностировать заболевания глаз на ранних стадиях, а в долгосрочной перспективе — изменить подход к оптике в повседневной жизни.
Новейшее лазерное ПВО признано безопасным для гражданских самолетов.