空軍研究實驗室航空航天系統處工作人員保羅·弗萊茨(Paul Fleitz)於2021年10月28日說,
使用較低成本的無人機,裝備上多功能的感測器或鏡頭,也可以在體積有限、載重量有限的無人機上,實現多種的監視、監測功能。
這些低成本的無人機要做到自重輕,採購成本低。
因此,具有多功能的電子、光學感測器,非常重要。
傳統透鏡對於不同波長的光線具有不同的折射率,因此無法將各種顏色的光線聚焦到同一點上,從而產生色差,導致影象失真。
超構表面的亞波長奈米結構,形成特定的重複模式時,能模擬折射光線的複雜曲率,沒有傳統透鏡笨重,可減少畸變情況,導致聚焦光線的能力得以改善。超構透鏡製造價格低廉,比紙更薄,而且比玻璃輕得多,使得手機、相機、監控攝像頭等產品都變得更小、更薄、更輕。
哈佛大學教師費德里科·卡帕索(Federico Capasso)於2016年在《Science》發表文章稱(DOI: 10.1126/science.aaf6644),一個比一張紙還要薄的透鏡,可將影象放大170倍,而且影象質量還和當前世界上最先進的光學成像系統相當。
該實驗室正在配合國防高階研究專案局,執行“極優光學及成像系統”專案。
該專案使用經過工程設計的材料及超材料,研發了很多新型的光學元件、裝置、系統、架構及設計工具。
超材料的顆粒細度小於光波波長,可以形成特異的折射及反射效果。
用超材料製作的透鏡,就是超透鏡,或稱為超構鏡頭。
超構鏡頭是一種微小的光學元件,跟傳統鏡頭一樣可以操縱電磁波(光),但它們比一張紙還要薄。由於體積小、易於大規模製造且生產成本效益高,並且具有使多種光學應用發生革命性改變的潛力
該專案啟動於2016年,已經成功研發了釐米尺度的超材料光學元件。
在該類元件的幫助下,一個低成本無人機裝備一個超材料鏡頭,就可以完成多種成像功能。
2018年,該局同國家地理空間資訊局研究處共同合作,已經將超材料鏡頭系統裝備於無人機。
空軍研究實驗室也參加了研究及裝備工作。
該新型超材料光學元件已經用於:電子、光學、紅外系統、XQ-58無人機、ALOBO無人機計劃。
ALOBO無人機是指,使用運載火箭或其他航空器將無人機送至空中,無人機進入高空後才啟動自主飛行。此技術可以增加無人機的載彈量及飛行範圍及時間。
美方於2021年9月7日與印度國防研究發展組織簽署合作協議,轉讓該類無人機技術。保羅·弗萊茨參與了該協議的執行工作。
保羅·弗萊茨於1980-1983就讀於貝拉明大學
1983年 -1988年,就讀於辛辛那提大學,獲得化學博士學位
1990-至今,在空軍研究實驗室工作
保羅·弗萊茨的聯絡方式:
(937) 294-4283,255-6671-x3105, paul.fleitz【AT】wpafb.af.mil
超構鏡頭髮明者:費德里科·卡帕索的聯絡方式是
Federico Capasso
School of Engineering and Applied Sciences
Harvard University
205 A Pierce Hall
29 Oxford Street
Cambridge MA 02138
capasso【AT】seas.harvard.edu
p: (617)384-7611 fax: (617)495-2875)
費德里科·卡帕索已婚,有兩個孩子,同時擁有美國及義大利國籍
1973年,畢業於羅馬大學,獲得物理學博士學位
1976-2002,新澤西州貝爾實驗室,訪問學者,工作人員、量子裝置研究處處長、半導體物理研究處處長、實驗室副主任
2003-至今,哈佛大學,應用物理學教授
結尾部分:
摘要:比一張紙還要薄的透鏡,可將影象放大170倍,而且影象質量還和當前世界上最先進的光學成像系統相當
作者:朱川