Главная / Технологии / Секрет суперобъектива нанометровой толщины

Секрет суперобъектива нанометровой толщины

Секрет суперобъектива нанометровой толщины

Конкурирующие компании разрабатывают суперлинзы, которые снаружи выглядят совершенно плоскими и имеют на поверхности слой специальных наночастиц. Принципиально похожие на так называемые линзы Френеля, новые разработки нанометровой толщины позволяют создавать качественную компактную оптику.

Между производителями электроники продолжается состязание по созданию очень тонких плоских суперобъективов, которые позволят изготавливать камеры телефонов очень тонкими.

Представитель электромеханического подразделения Samsung сообщил, что новая технология производства линз нанометровой толщины позволит изготавливать камеры смартфонов тоньше и легче, чем существующие. При этом методы нанесения наночастиц в оптику совершенствуются и Samsung налаживает производство в соответствии с новым технологическим процессом на нанометрическом уровне.

Секрет суперобъектива нанометровой толщины

Samsung Electro-Mechanics заявил, что компания разрабатывает суперлинзу, которая выглядит как плоская структура, но на ее поверхности есть наночастицы. Она имеет возможность преломлять свет. Принцип линзы аналогичен линзе Френеля, но точность значительно выше и она намного тоньше.

Когда такие суперлинзы поступят в массовое производство, они позволят избавятся от типичного для смартфонов недостатка — модуля камеры, который выпирает над задней поверхностью, что характерно даже для дорогих моделей.

Секрет суперобъектива нанометровой толщины

Samsung Electro-Mechanics использует диэлектрические частицы размером 0,47 мкм и порошки размером 100 нанометров. В перспективе планируется уменьшить диэлектрическую частицу до 0,36 мкм к 2022 году и до 0,30 мкм к 2025 году. Также успешно решается проблема нанесения наночастиц на линзы при серийном производстве.

У конкурентов есть аналогичные разработки, так, например, существует китайская технология Shenzhen MetalenX по производству суперлинз, имеющих микронаноструктуру поверхности для модуляции падающего света.

Их производство отличается от традиционного процесса формования линз, и выполняется по технологиям, аналогичным тем, что используются при изготовлении полупроводников, обладая высокой производительностю. После налаживания массового производства их цена снизится до общедоступной.

Суперлинзы имеют толщину от сотен нанометров до нескольких микрометров, что намного тоньше, чем существующие в настоящее время (несколько миллиметров и более). Такие линзы способны «улавливать» как инфракрасный, так и видимый свет в спектре.

Разработанная ультратонкая оптика может быть использована в бытовой электронике, микроскопах, системах безопасности, а также других областях, где требуется очень маленькая толщина.

Смотрите также

Беспилотник, способный автономно уничтожать дроны, покажут на МАКСе

Беспилотник, способный автономно уничтожать дроны, покажут на МАКСе

АО «Концерн Воздушной Космической Обороны „Алмаз-Антей“» покажет на авиасалоне МАКС-2021 модернизированный беспилотник «Волк-18», способный автоматически сбивать дроны, и другие свои разработки по борьбе с «мини авиацией».

Производитель таких грозных систем по защите неба, как С-400 «Триумф»и С-500 «Прометей» переходит из макро в сферу микро.

Сегодня реалии современных военных конфликтов таковы, что БПЛА, стоящий «копейки», сможет уничтожить или повредить очень дорогостоящую ЗРК, которая может оказаться беззащитной перед малозаметным дроном или чего хуже — целого роя дронов. Как маленькая мышь, которая может убить могучего слона.

Это показали конфликты в Сирии, где ударные мини-беспилотники, а зачастую обычные квадрокоптеры с прикрепленной взрывчаткой, оказывались серьезной угрозой или в Нагорном Карабахе, где БПЛА смогли обходить большие системы ПВО и уничтожать их.

Беспилотник, способный автономно уничтожать дроны, покажут на МАКСе

Беспилотник-перехватчик «Волк-18» на выставке Армия-2019

В феврале этого года в «Алмаз-Антее» сообщали о завершении испытаний модернизированного варианта беспилотника-перехватчика «Волк-18», способного в полностью автоматическом режиме обнаруживать и затем сбивать или таранить дроны противника.

Первая версия «Волка-18» была показана на военно-техническом форуме «Армия» два года назад.

Кроме охотника за дронами крупнейший концерн по производству систем ПВО «Алмаз-Антей» представит на выставке радиолокационно-оптический комплекс обеспечения безопасности объектов и нейтрализации беспилотников ROSC-1, мобильный малогабаритный твердотельный метеорологический радиолокатор «ДМРЛ-3».

Комплекс ROSC-1 предназначен для обеспечения комплексного контроля за воздушной обстановкой для обнаружения и распознавания различных типов воздушных объектов, в том числе малоразмерных и малоскоростных БПЛА.

Беспилотник, способный автономно уничтожать дроны, покажут на МАКСе

Радиолокационно-оптический комплекс обеспечения безопасности ROSC-&raquo на шасси КАМАЗ

Радиолокационно-оптический комплекс обеспечения безопасности «ROSC-1» является системой, включающей в себя несколько компонентов:

  • обзорный трехкоординатный твердотельный радиолокатор Х-диапазона;
  • встроенный блок АЗН-В;
  • оптико-электронную систему (ОЭС);
  • подсистему радиотехнического мониторинга (РТМ);
  • подсистему радиоэлектронного управления (РЭУ).

Беспилотник, способный автономно уничтожать дроны, покажут на МАКСе

АО «Концерн Воздушной Космической Обороны „Алмаз-Антей“» покажет на авиасалоне МАКС-2021 модернизированный беспилотник «Волк-18», способный автоматически сбивать дроны, и другие свои разработки по борьбе с «мини авиацией».

Производитель таких грозных систем по защите неба, как С-400 «Триумф»и С-500 «Прометей» переходит из макро в сферу микро.

Сегодня реалии современных военных конфликтов таковы, что БПЛА, стоящий «копейки», сможет уничтожить или повредить очень дорогостоящую ЗРК, которая может оказаться беззащитной перед малозаметным дроном или чего хуже — целого роя дронов. Как маленькая мышь, которая может убить могучего слона.

Это показали конфликты в Сирии, где ударные мини-беспилотники, а зачастую обычные квадрокоптеры с прикрепленной взрывчаткой, оказывались серьезной угрозой или в Нагорном Карабахе, где БПЛА смогли обходить большие системы ПВО и уничтожать их.

Беспилотник, способный автономно уничтожать дроны, покажут на МАКСе

Беспилотник-перехватчик «Волк-18» на выставке Армия-2019

В феврале этого года в «Алмаз-Антее» сообщали о завершении испытаний модернизированного варианта беспилотника-перехватчика «Волк-18», способного в полностью автоматическом режиме обнаруживать и затем сбивать или таранить дроны противника.

Первая версия «Волка-18» была показана на военно-техническом форуме «Армия» два года назад.

Кроме охотника за дронами крупнейший концерн по производству систем ПВО «Алмаз-Антей» представит на выставке радиолокационно-оптический комплекс обеспечения безопасности объектов и нейтрализации беспилотников ROSC-1, мобильный малогабаритный твердотельный метеорологический радиолокатор «ДМРЛ-3».

Комплекс ROSC-1 предназначен для обеспечения комплексного контроля за воздушной обстановкой для обнаружения и распознавания различных типов воздушных объектов, в том числе малоразмерных и малоскоростных БПЛА.

Беспилотник, способный автономно уничтожать дроны, покажут на МАКСе

Радиолокационно-оптический комплекс обеспечения безопасности ROSC-&raquo на шасси КАМАЗ

Радиолокационно-оптический комплекс обеспечения безопасности «ROSC-1» является системой, включающей в себя несколько компонентов:

  • обзорный трехкоординатный твердотельный радиолокатор Х-диапазона;
  • встроенный блок АЗН-В;
  • оптико-электронную систему (ОЭС);
  • подсистему радиотехнического мониторинга (РТМ);
  • подсистему радиоэлектронного управления (РЭУ).

Рой автономных крошечных дронов, взаимодействующих друг с другом, может определять место утечки газа

Рой автономных крошечных дронов, взаимодействующих друг с другом, может определять место утечки газа

Исследователи впервые разработали рой небольших и безопасных дронов, которые взаимодействуя друг с другом могут автономно обнаруживать место утечки газа даже в хаотически расположенных внутренних помещениях.

Когда происходит утечка газа в большом здании или на промышленной площадке, пожарным приходится прибегать к помощи газоизмерительных приборов, что занимает много времени и не безопасно.

Исследователи из Делфтского технического университета (Нидерланды), Университета Барселоны и Гарвардского университета разработали рой крошечных и безопасных дронов, которые могут автономно обнаруживать источники утечки газа даже в загроможденных помещениях.

Рой автономных крошечных дронов, взаимодействующих друг с другом, может определять место утечки газа

Рой крошечных дронов направляется в здание в поисках утечки газа. Исследовательская группа использовала модифицированные дроны «CrazyFlie», имеющие диаметр 12 см вес всего 37,5 грамма. Предоставлено: Mavlab / TU Delft.

Автономный поиск источников утечки газа — сложная задача. Датчики искусственного обоняния менее чувствительны, чем носы животных, поэтому требуется особый алгоритм поиска чтобы обнаруживать даже небольшое количество газа и оперативно реагировать на изменения его концентрации. Кроме того, среда, в которой находится газ, может быть сложной (состоящей из смеси нескольких газов). Поэтому большая часть исследований, выполненных ранее в этой области, была сосредоточена на автономных роботах, которые ищут источник газа в относительно небольших, беспрепятственных условиях, где эту работу легче выполнить.

Рой автономных крошечных дронов, взаимодействующих друг с другом, может определять место утечки газа

Крошечный размер дронов делает их безопасными для людей и оборудования, которые могут находиться в здании, а их способность к полету даже в узких помещениях гарантирует быстрый поиск источника утечки в трех измерениях. Предоставлено: Mavlab / TU Delft.

Однако, из-за того, что дроны очень малы, сложно снабдить их высокочувствительными датчиками и искусственным интеллектом, необходимыми для автономного поиска источника утечки газа. Более того, работа в рое сопряжена со своими проблемами, поскольку дроны должны обнаруживать друг друга, чтобы избежать столкновений и работать совместно. Проблема была решена с помощью стратегий навигации и поиска, вдохновленных биологическими объектами.

В природе существует много примеров успешной навигации при поиске источников запаха в рамках строгих ограничений ресурсов.

Так, например, плодовые мухи с их крошечным мозгом, состоящим из ~ 100 000 нейронов, безошибочно обнаруживают варенье. Они делают это быстро, сочетая простые действия при разных направлениях полета относительно ветра, в зависимости от того, чувствуют ли они запах. Хотя исследователи не могли напрямую копировать это поведение из-за отсутствия датчиков воздушного потока на дронах, им обеспечили такое же простое поведение, чтобы справиться с поставленной задачей.

Маленькие дроны снабжены новым «алгоритмом насекомых» для навигации, который называется «Sniffy Bug». Пока датчики не «почувствовали» запах газа, дроны максимально рассредоточены по площади, избегая при этом препятствий и столкновений друг с другом. Если один из дронов обнаруживает газ, он передаст информацию об этом другим. С этого момента дроны будут работать совместно, чтобы как можно быстрее найти источник газа. Затем рой ищет максимальную концентрацию газа с помощью алгоритма, называемого «оптимизация роя частиц» (PSO), где каждый дрон действует как «частица». Первоначально этот алгоритм был смоделирован на основе социального поведения и перемещений птичьих стай.

Рой автономных крошечных дронов, взаимодействующих друг с другом, может определять место утечки газа

Покадровая съемка одного из экспериментов. Красные квадраты — отправные точки для дронов, которые были оборудованы синими сигнальными огнями. Желтый квадрат — расположение источника газа. Зеленые квадраты — конечные положения дронов. Синие и белые точки обозначают местоположение дронов, зафиксированное камерой в последовательные моменты времени. Предоставлено: Mavlab / TU Delft

Это исследование показывает, что стаи маленьких дронов могут выполнять очень сложные задачи. Но необходима дополнительная работа для превращения этого типа технологии в полностью работающий продукт. Пока еще в полной мере не исследовано трехмерное движение, чтобы определить местонахождение источников утечек газа на переменной высоте, а также необходимо дополнительно повысить надежность навигации, прежде чем дроны можно будет развернуть в условиях реальной чрезвычайной ситуации.

Однако текущий результат обнадеживает. Разработанные алгоритмы могут использоваться не только для обнаружения утечек газа в зданиях, но и для научных задач, например, обнаружение метана на других планетах, или бизнес-приложений по обнаружению болезней или вредителей в теплицах.

Рой автономных крошечных дронов, взаимодействующих друг с другом, может определять место утечки газа

Исследователи впервые разработали рой небольших и безопасных дронов, которые взаимодействуя друг с другом могут автономно обнаруживать место утечки газа даже в хаотически расположенных внутренних помещениях.

Когда происходит утечка газа в большом здании или на промышленной площадке, пожарным приходится прибегать к помощи газоизмерительных приборов, что занимает много времени и не безопасно.

Исследователи из Делфтского технического университета (Нидерланды), Университета Барселоны и Гарвардского университета разработали рой крошечных и безопасных дронов, которые могут автономно обнаруживать источники утечки газа даже в загроможденных помещениях.

Рой автономных крошечных дронов, взаимодействующих друг с другом, может определять место утечки газа

Рой крошечных дронов направляется в здание в поисках утечки газа. Исследовательская группа использовала модифицированные дроны «CrazyFlie», имеющие диаметр 12 см вес всего 37,5 грамма. Предоставлено: Mavlab / TU Delft.

Автономный поиск источников утечки газа — сложная задача. Датчики искусственного обоняния менее чувствительны, чем носы животных, поэтому требуется особый алгоритм поиска чтобы обнаруживать даже небольшое количество газа и оперативно реагировать на изменения его концентрации. Кроме того, среда, в которой находится газ, может быть сложной (состоящей из смеси нескольких газов). Поэтому большая часть исследований, выполненных ранее в этой области, была сосредоточена на автономных роботах, которые ищут источник газа в относительно небольших, беспрепятственных условиях, где эту работу легче выполнить.

Рой автономных крошечных дронов, взаимодействующих друг с другом, может определять место утечки газа

Крошечный размер дронов делает их безопасными для людей и оборудования, которые могут находиться в здании, а их способность к полету даже в узких помещениях гарантирует быстрый поиск источника утечки в трех измерениях. Предоставлено: Mavlab / TU Delft.

Однако, из-за того, что дроны очень малы, сложно снабдить их высокочувствительными датчиками и искусственным интеллектом, необходимыми для автономного поиска источника утечки газа. Более того, работа в рое сопряжена со своими проблемами, поскольку дроны должны обнаруживать друг друга, чтобы избежать столкновений и работать совместно. Проблема была решена с помощью стратегий навигации и поиска, вдохновленных биологическими объектами.

В природе существует много примеров успешной навигации при поиске источников запаха в рамках строгих ограничений ресурсов.

Так, например, плодовые мухи с их крошечным мозгом, состоящим из ~ 100 000 нейронов, безошибочно обнаруживают варенье. Они делают это быстро, сочетая простые действия при разных направлениях полета относительно ветра, в зависимости от того, чувствуют ли они запах. Хотя исследователи не могли напрямую копировать это поведение из-за отсутствия датчиков воздушного потока на дронах, им обеспечили такое же простое поведение, чтобы справиться с поставленной задачей.

Маленькие дроны снабжены новым «алгоритмом насекомых» для навигации, который называется «Sniffy Bug». Пока датчики не «почувствовали» запах газа, дроны максимально рассредоточены по площади, избегая при этом препятствий и столкновений друг с другом. Если один из дронов обнаруживает газ, он передаст информацию об этом другим. С этого момента дроны будут работать совместно, чтобы как можно быстрее найти источник газа. Затем рой ищет максимальную концентрацию газа с помощью алгоритма, называемого «оптимизация роя частиц» (PSO), где каждый дрон действует как «частица». Первоначально этот алгоритм был смоделирован на основе социального поведения и перемещений птичьих стай.

Рой автономных крошечных дронов, взаимодействующих друг с другом, может определять место утечки газа

Покадровая съемка одного из экспериментов. Красные квадраты — отправные точки для дронов, которые были оборудованы синими сигнальными огнями. Желтый квадрат — расположение источника газа. Зеленые квадраты — конечные положения дронов. Синие и белые точки обозначают местоположение дронов, зафиксированное камерой в последовательные моменты времени. Предоставлено: Mavlab / TU Delft

Это исследование показывает, что стаи маленьких дронов могут выполнять очень сложные задачи. Но необходима дополнительная работа для превращения этого типа технологии в полностью работающий продукт. Пока еще в полной мере не исследовано трехмерное движение, чтобы определить местонахождение источников утечек газа на переменной высоте, а также необходимо дополнительно повысить надежность навигации, прежде чем дроны можно будет развернуть в условиях реальной чрезвычайной ситуации.

Однако текущий результат обнадеживает. Разработанные алгоритмы могут использоваться не только для обнаружения утечек газа в зданиях, но и для научных задач, например, обнаружение метана на других планетах, или бизнес-приложений по обнаружению болезней или вредителей в теплицах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *