Фізики з Університету Гарварду розробили лінзу з метаматеріалів, здатну розрізняти і фокусувати в різних точках промені світла з різною круговою поляризацією. Автори продемонстрували, що з її допомогою можна спостерігати і розрізняти оптично активні речовини. Дослідження опубліковано в журналі, коротко про нього повідомляє прес-реліз університету.
Лінза складається із спеціальним чином структурованого метаматеріалу. Оптичні властивості цього класу матеріалів визначаються в першу чергу не тим, з якої речовини він складається, а його періодичною структурою. Для створення лінзи використовувалися масиви нанорозмірних стовпчиків з діоксиду титану, розгорнутих один до одного під певними кутами. За словами авторів, можна виділити два типи «рядків» з цих стовпчиків, що чергуються між собою. Рядки одного типу вносять зміни в хід променів світла з правою круговою поляризацією, рядки іншого типу - з лівої. Діаметр лінзи становить три міліметри, а товщина не перевищує ста мікрон.
Проходячи через лінзу світло розбивається на дві групи променів («правих» і «лівих»), які фокусуються в різних точках фокальної площини: зображення немов двоїться. Різниця між двома отриманими зображеннями вказує на те, що в світлі, що прийшло на лінзу, була переважна поляризація одного з типів.
Автори заявляють, що створили перший оптичний прилад, який дозволяє дослідити поляризацію і оптичну активність середовищ, використовуючи лише одну плоску лінзу і детектор - камеру. Для підтвердження працездатності пристрою вчені сфотографували з його допомогою жука. Його верхня частина тіла покрита міцним шаром хітина, що володіє оптичною активністю. Через це одне із зображень пари виявилося темніше іншого.
Хіральними називаються ті об'єкти, які не можна шляхом поворотів і переносів поєднати з їх дзеркальними відображеннями. Найпростішим прикладом є руки людини. Такі ж властивості мають деякі молекули, наприклад, амінокислоти, ДНК і багато ліків. Якщо пропустити поляризоване світло через таке середовище, то через взаємодію з молекулами його поляризація зміниться. Це допоможе новій лінзі відрізнити речовини від їх дзеркальних ізомерів.
Раніше та ж група вчених показала, що металінза зі схожим дизайном може наблизитися і навіть обійти в деяких характеристиках передові оптичні лінзи. Володіючи меншими розмірами металінзи можуть мати аналогічну роздільну здатність і числову апертуру.