Один оптический элемент весом всего 5 граммов заменяет сложную и громоздкую систему линз и зеркал, аналогичную той, что используется в телеобъективах с фокусным расстоянием 300 мм и весом от 500 граммов.

Современным объективам большое (12 и более) количество оптических элементов необходимо для компенсации искажений изображения вследствие оптических аберраций. Вместо них ученые Самарского университета фактически используют одну дифракционную наноструктуру.

“Технология производства дифракционных линз отчасти сопоставима с производством компакт-дисков, - поясняет руководитель проекта, профессор кафедры суперкомпьютеров и общей информатики Артем Никоноров. - На поверхность кварцевого стекла наносится фоточувствительное вещество - резист. Его толщина - 7 микрон (для сравнения, толщина человеческого волоса 40-90 микрон). С помощью лазерного луча на резисте выводится 256-уровневый рельеф. С его помощью происходит “приближение” объекта, а компенсацию искажений обеспечивает цифровая обработка изображений на основе сверточных нейронных сетей".

Как отмечается в релизе, характеристики линзы, полученные учеными Самарского университета, привлекательны для сфер, где идет постоянная борьба за уменьшение веса и размеров оптики. В первую очередь, это компактные системы дистанционного зондирования Земли, устанавливаемые на малые летательные аппараты: беспилотники, атмосферные зонды и наноспутники. Диапазон орбит перечисленных аппаратов составляет от 20 км до 500 км, при этом поднимаемый ими вес оптики не может превышать 100 граммов.

На данный момент качество изображений, получаемых с помощью дифракционных оптических элементов, создаваемых в лабораториях Самарского университета, достигло порога, необходимого для вывода продукта на рынок. Представленные на рынке оптические системы для наноспутников способны обеспечить разрешение съемки поверхности Земли в 40 метров. Технология, предложенная Самарским университетом, уже сейчас способна обеспечить разрешение в 18 метров. В ближайшее время этот показатель может быть улучшен до 10 метров.

Также дифракционные линзы могут быть востребованы в системах видеонаблюдения и безопасности, в специальной технике для работы в экстремальных условиях, а также в мобильных системах мониторинга городского пространства и системах умной урбанистики.