Peneliti Harvard kembangkan lensa untuk perangkat masa depan

Tim peneliti nanoteknologi yang dipimpin oleh Federico Capasso di Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) menemukan teknologi metalens yaitu lensa khusus yang bisa digunakan untuk perangkat augmented reality (AR) dan virtual reality (VR). Penelitian mengenai metalens tersebut baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Nature Nanotechnology.

Metalens adalah tipe optik baru yang bisa menggantikan lensa kaca berukuran besar dan berat yang digunakan di kamera, instrumen optik, serta perangkat VR dan AR masa depan. Optik tradisional umumnya menggunakan lensa kaca dengan ketebalan dan komposisi material yang bervariasi untuk mendapatkan fokus dan rentang warna.

Metalens jauh lebih tipis dari lensa kaca tradisional karena mereka menggunakan struktur nano pada permukaan datar untuk memfokuskan cahaya. Namun, mereka memiliki keterbatasan pada spektrum warna yang terlihat. Untuk mendukung keseluruhan gamut,diperlukan tambahan lensa. Namun, teknologi metalens yang diteliti Harvard dapat mengurangi keterbatasan warna dengan mengoptimalkan desain tanpa menggunakan lensa tambahan.

"Metalens memiliki kelebihan dibanding lensa tradisional," kata Federico Capasso, Profesor Robert L. Wallace dari Applied Physics and Vinton Hayes, Senior Research Fellow di Electrical Engineering SEAS dan penulis senior penelitian ini. "Metalens lebih tipis, mudah dibuat dan hemat biaya. Terobosan ini meningkatkan rentang cahaya yang terlihat. Ini adalah langkah besar berikutnya."

Capasso dan tim menggunakan titanium dioksida pada nanofin untuk memfokuskan cahaya untuk mencegah penyimpangan warna. Tim peneliti menemukan bahwa mengoptimalkan bentuk, lebar, jarak, dan tinggi dari nanopillar di dalam lensa memungkinkan metalens mendapat fokus pada warna biru melalui warna hijau tanpa penyimpangan warna. Desain baru ini menampilkan nanofin berpasangan yang dapat mengendalikan kecepatan dan panjang gelombang cahaya secara bersamaan.

"Salah satu tantangan terbesar dalam merancang lensa broadband achromatic adalah memastikan bahwa perbedaan panjang gelombang keluar akan sampai ke titik fokus bersamaan," kata Wei Ting Chen dari SEAS. "Dengan menggabungkan dua nanofin menjadi satu elemen, kita bisa mengatur kecepatan cahaya dalam material berstruktur nano.”

Capasso telah memecahkan masalah pada gamut warna, kini tim berfokus untuk membuat teknologinya layak bagi dunia nyata. Mereka juga sedang mengerjakan pembuatan metalens dengan diameter 1cm sehingga bisa digunakan dalam perangkat AR dan VR.