طرح محققان ایرانی: عکاسی بدون لنز

ساخت دوربین­‌هایی که بطور کامل مسطح باشند، تقریباً غیرممکن است و امروزه دوربین‌­ها، حتی نمونه‌هایی که در تلفن‌­های همراه نصب می‌­شوند، بطور کامل مسطح نیستند. یکی از دلایل این محدودیت، وجود لنز در آنهاست. محققان Caltech طرحی پیشنهاد داده‌اند که بر اساس آن بجای لنز، لایه بسیار نازکی از یک آرایه فازی نوری (optical phased array یا به اختصار OPA) استفاده می‌­شود. این آرایه، بطور الکترونیکی عملکرد لنز را تقلید کرده و برای تشکیل تصویر، امواج نوری دریافتی را دستکاری می­‌کند. لنز دوربین‌های فعلی‌، پرتوهای نوری دریافتی را در خود می­‌شکند و آن‌ها را بر روی فیلم یا یک حسگر تصویری متمرکز می‌­کند. هر یک از اجزای گیرنده در یک OPA، تأخیر زمانی (تأخیر فاز) بسیار کوچکی در موج نوری دریافتی خود ایجاد می­‌کنند*.این تأخیر فاز سبب می­‌شود امواج نوری دریافت شده توسط هر یک از عناصر آرایه، یکدیگر را در همه جهات بجز یک جهت معین خنثی کنند. بنابراین امواج فقط در یک جهت تقویت و متمرکز می‌شوند و این جهت بطور الکترونیکی قابل تنظیم و انتخاب است. به گفته این محققان، با روش جدید می‌توان بدون نیاز به حرکت دادن قطعات فیزیکی، با سرعت فوق­‌العاده بالایی تصویر را تشکیل داد. نمونه اولیه ارائه شده، آرایه ای 8 در 8 است که درمجموع شامل 64 گیرنده نوری ( پیکسل) می‌شود و پیداست کیفیت تصویری بسیار پایینی دارد. عملکرد این نمونه اولیه علی‌­رغم کیفیت پایین تصویر، نشانگر این است که ایده مطرح شده بخوبی کار می­‌کند. بهروز عبیری، معتقد است که « این روش کاربردهای بی­شماری خواهد داشت» او پیش‌­بینی می­‌کند با کمک چنین ایده‌­ای، ساخت دوربین‌ها و حتی تلکسوپ‌های باریک و مسطح در آینده امکان‌پذیر شود.

به گفته حاجی‌­میری: « با در اختیار داشتن توانایی کنترل الکترونیکی عملکرد نوری یک دوربین با کمک یک مدار سیلیکونی نازک و ارزان‌قیمت و بدون نیاز به هرگونه قطعه مکانیکی، لنز یا آینه، در آینده ابزارهایی تصویربرداری خواهیم داشت که به شکل کاغذ دیواری، پرده یا حتی پارچه لباس خواهند بود.» قدم بعدی این محققان افزودن بر تعداد عناصر آرایه، برای بدست آوردن تصاویری با کیفیت بالاتر است.

پی­‌نوشت: در حقیقت، گیرنده مبتنی بر آرایه فازی نوری، عکس آرایه‌­های فازی مورد استفاده در رادارها کار می­‌کند. آرایه فازی که در ارتباطات بی‌سیم و رادارها استفاده می‌شود، مجموعه‌ای از فرستنده‌های مجزایی است که همگی یک سیگنال مشابه را ارسال می‌کنند. به دلیل تداخل، امواجی که  هر یک از این اجزا ارسال می‌کنند یکدیگر را بر اساس فازی که دارند تقویت یا تضعیف خواهند کرد و جمع این امواج ( که جمعی برداری است) موجی را نتیجه می‌­دهد که در یک جهت، متمرکز شده است. با این روش، می‌­توانیم امواج بسیار متمرکزی را در جهتی که مایلیم بتابانیم. یکی از ویژگیهای مهم چنین آرایه‌­ای، این است که می‌توانیم جهت تابش را فوراً و بدون نیاز به جابجایی مکانیکی آنتن و تنها با تنظیم فازها عوض کنیم.