Исследователи разработали более дешевый и быстрый способ изготовления линз

Исследователи Израильского технологического института «Технион» разработали новый способ изготовления линз свободной формы, который призван упростить и удешевить создание оптических систем. Хотя основными сферами его применения служат производство корректирущих линз, медицина, астрономия, виртуальная реальность и машинное зрение, потенциально он может использоваться и при прототипировании фотографических объективов, что позволит ускорить их разработку.

Оптические линзы бывают самых разных форм и размеров. Чем сложнее оптическая система, тем сложнее и дороже её производство, так как это требует специализированного оборудования для механической обработки и полировки. В качестве альтернативы исследователи решили использовать жидкий полимер, который отверждается под действием ультрафиолетового света.

«Мы задались целью найти простой метод изготовления высококачественных оптических компонентов, который не зависит от механической обработки или сложной и дорогостоящей инфраструктуры» - говорит Валерий Фрумкин, первым предложивший эту идею.

«В настоящее время инженеры-оптики платят десятки тысяч долларов за специально разработанные компоненты свободной формы и месяцами ждут их доставки, - отмечает Омер Лурия, один из авторов проекта. - Наша технология способна радикально сократить как время ожидания, так и стоимость сложных оптических прототипов, что может значительно ускорить разработку новых оптических систем».

Одной из основных проблем при изготовлении оптики путем отверждения жидкого полимера стала гравитация – оптические элементы толщиной более 2 мм отказывались держать необходимую форму. Чтобы преодолеть это, было решено формировать линзы в жидкой среде, заполняя полимером поддерживающую оправу.

После множества экспериментов, исследователи поняли, что могут использовать этот метод для создания линз диаметром до 200 мм и любой геометрии, включая формы тороида и трилистника. Кроме того, поверхность получаемых линз обладала субнанометровой шероховатостью, а время их изготовления занимало считанные минуты.

«Мы определили бесконечный спектр возможных оптических форм, которые могут быть получены с использованием нашего подхода, - рассказывает Мор Элгариси, один из авторов проекта. - Этот метод можно применять для изготовления линз крупных размеров, а поскольку поверхность жидкости от природы гладкая, вам не требуется последующая полировка. Этот подход совместим с любым полимером, который можно отвердить, и к тому же в разы экологичнее существующих решений».

В настоящее время исследователи экспериментируют с различными видами оптических полимеров и работают над автоматизацией процесса изготовления, чтобы использовать разработанную технологию для серийного производства различных по форме высококачественных оптических элементов.