La revolución que puede cambiar la fotografía

Esta semana se ha publicado en varias webs especializadas la noticia de una revolución en lentes fotográficas y resultados prometedores en el desarrollo de cámaras. 

Concretamente, unos investigadores de Harvard han desarrollado una lente plana que elimina distorsiones de la luz con la refracción. Vamos a intentar explicar un poco esto. Para ello, vamos a empezar por la solución al problema: la refracción es un fenómeno de la óptica totalmente conocido, y gobernados por la ley de Snell. Su dominio permite fabricar cámaras fotográficas de gran precisión, telescopios o gafas normales y corrientes. Ocurre también en el ojo humano.

La refracción es una consecuencia de una desviación del rayo de luz debido a que pasa de un medio a otro con índices de refracción distintos (aire - lente, por ejemplo), y técnicamente es un desfase en la onda.

Ahora vamos con el problema: Cuando alguien saca una fotografía a algo, las lentes curvadas pueden capturar luz desde cualquier ángulo y fijarse en un único punto, sin embargo también pueden ocurrir distorsiones como el ojo de pez. 

La luz que penetra en la lente se puede ver refractada, de manera que no se consigue la iluminación que la persona quería en un principio. Para tal fin, existen los objetivos en el que gracias a la adición de lentes conseguimos obtener una fotografía con la luz que nosotros originalmente queríamos. Y ahí empieza el gran problema que estos investigadores parece que han conseguido resolver: el hecho de tener un objetivo de 8 lentes, por ejemplo, obliga a tener unos cacharros muy grandes y nada compactados.

Lo que han hecho este equipo de la universidad de Harvard ha sido lograr una lente en la que la luz no sufre distorsiones. Es decir, no genera interferencias en el rayo, por lo tanto, con el mismo ángulo de incidencia con el que entra, sale de la lente. La luz "entra recta".

En parte se ha conseguido gracias a la geometría de la lente, pero sobre todo al recubrimiento que le han incorporado. Concretamente, se trata de una lente ultrafina de sílice recubierta por una capa de oro nanométrica. El conjunto ocupa 60 nm. 

Este recubrimiento de oro se compone de distintos anillos concéntricos de nanoantenas, que en realidad son unos nanosensores, las cuales aplican diferentes desfases a la luz, los cuales refractan el rayo de luz que llega a la lente (fuente). Los siguientes anillos coloreados muestran el grado de desfase que aplica cada anillo.

Una de las claves para haber conseguido un grosor tan reducido parece haber sido (no tengo acceso al paper) el que sea una lente de Fresnel. Es un instrumento óptico, que permite la construcción de lentes de gran apertura y una corta distancia focal sin el peso y volumen de material que debería usar en una lente de diseño convencional (http://es.wikipedia.org/wiki/Lente_de_Fresnel). La lente de Fresnel está basada en una lente plano convexa, donde a la lente original se la ha aproximado con rectángulos, y se han retirado de esta nueva lente. Lo que obtenemos es un conjunto de prismas que funcionan en conjunto para desviar la luz y formar imágenes (el foco de la lenta es la imagen de una fuente muy, muy alejada). Las lentes de Fresnel son más ligeras que sus equivalentes plano-convexas (fuente).

Se emplean en faros de automóviles, lupas, linternas… sin embargo, eso no requiere una gran precisión. Ahora, gracias al trabajo de los científicos, parece que se ha conseguido una lente lo suficientemente potente y precisa aplicable a la industria de la fotografía.

Por lo tanto, gracias a este tipo de lente plana que ha desarrollado el equipo de Harvard, se pueden llegar a conseguir objetivos mucho menores (debido a que sólo tengan una lente), y otra serie de ventajas para imágenes de gran precisión.

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