Wissenschaftler haben eine HD-Farbkamera von der Größe eines Salzkorns entwickelt

Wissenschaftler der Universitäten Princeton und Washington haben eine Miniaturkamera entwickelt, die nicht größer als ein Salzkorn ist. Seine bescheidenen Abmessungen hindern ihn nicht daran, hochauflösende Vollfarbbilder zu erhalten, und in Zukunft wird es möglich sein, mit solchen Kameras ganze Flächen zu erstellen.

Die Kamera ist ein transparentes Panel mit einer Art Rundgravur. In Wirklichkeit enthält dieser Kreis mit einem Durchmesser von etwa 0,5 mm 1,6 Millionen Zylinder. Jeder von ihnen hat eine einzigartige Form und funktioniert wie eine optische Antenne – zusammen bilden sie eine optische Wellenfront. Dann erstellt das System mithilfe eines Algorithmus der künstlichen Intelligenz ein Bild. Die Ausgabe ist ein Bild, das dem Bild vorhandener Miniatursensoren qualitativ überlegen ist.

Nach dem Test erhielten die Autoren des Projekts ein Bild mit einer Auflösung von 720 × 720 Pixeln in Vollfarbe – mit Wellenlängen von 400 bis 700 nm, was in etwa dem sichtbaren Spektrum entspricht. Die räumliche Auflösung des Bildes betrug 214 Linienpaare pro 1 mm bei einem Bildwinkel von 40°. Den Forschern zufolge zeigen gewöhnliche moderne Kameras ähnliche Indikatoren, die eine halbe Million Mal größer sind als ihre Idee.

Der entscheidende Vorteil der Lösung ist die relative Einfachheit bei der Herstellung solcher Kameras. Sie bestehen aus Siliziumnitrid, und die im Design verwendeten Nanostrukturen können mit der DUV-Litrographie erhalten werden, die bei der Herstellung von Halbleiterprodukten weit verbreitet ist. In der Praxis lassen sich solche Kameras nicht nur in der Medizin einsetzen, wo kompakte Abmessungen gefragt sind, sondern auch in jedem anderen Bereich: Die von ihnen entwickelte Metasurface-Technologie ermögliche das Wenden, so der Leiter der Wissenschaftlergruppe Felix Heide in eine Kamera, genauer gesagt, ein Array von Kameras, praktisch jede Oberfläche. Smartphones brauchen also keine drei oder vier Kameras mehr, denn die gesamte Rückseite eines Geräts kann zu einer riesigen Kamera werden.

Autor: Vitalii Babkin