Các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ (ETH Zurich) vừa công bố một bước tiến đáng chú ý trong lĩnh vực quang học: họ đã phát triển thành công một loại siêu thấu kính mới, mỏng hơn sợi tóc người tới 40 lần. Không chỉ có độ mỏng ấn tượng, thấu kính này còn sở hữu năng lực đặc biệt: biến đổi ánh sáng hồng ngoại thành ánh sáng nhìn thấy bằng mắt thường. Đây là cột mốc công nghệ có thể định hình lại tương lai của các thiết bị quang học, từ camera siêu nhỏ cho đến công nghệ nhìn đêm tiên tiến.

Thụy Sĩ chế tạo thấu kính mỏng kỷ lục hơn sợi tóc 40 lần, có thể bẻ cong ánh sáng hồng ngoại
Thấu kính này còn sở hữu năng lực đặc biệt: biến đổi ánh sáng hồng ngoại thành ánh sáng nhìn thấy bằng mắt thường

Thông thường, ánh sáng hồng ngoại có bước sóng quá dài nên không thể lọt vào vùng ánh sáng mà mắt người có thể nhận biết. Tuy nhiên, loại thấu kính mới này lại có thể "cắt đôi" bước sóng ánh sáng hồng ngoại, từ khoảng 800 nanomet xuống chỉ còn 400 nanomet. Kết quả là ánh sáng hồng ngoại – vốn vô hình – được chuyển hóa thành ánh sáng tím hoàn toàn có thể nhìn thấy được. Đây không chỉ là một cải tiến trong khả năng quan sát mà còn là bước ngoặt trong việc khai thác những nguồn ánh sáng mà con người trước đây không thể tận dụng bằng mắt thường.

Điểm đặc biệt của công nghệ này nằm ở cách các nhà khoa học tạo ra thấu kính. Họ sử dụng kỹ thuật in nano trực tiếp lên một loại tinh thể có tên lithium niobat. Kỹ thuật này cho phép họ định hình hàng loạt mẫu nano cực nhỏ với độ chính xác cao trong chất lỏng tiền chất. Sau đó, quy trình nung nóng ở nhiệt độ 600 độ C giúp các mẫu này kết tinh thành cấu trúc rắn, sở hữu các tính chất quang học phi tuyến rất mạnh – một yếu tố quan trọng để chuyển đổi bước sóng ánh sáng một cách hiệu quả.

Với những đặc điểm vượt trội, siêu thấu kính siêu mỏng này hứa hẹn sẽ tạo ra một loạt ứng dụng thực tiễn trong tương lai gần. Trong lĩnh vực thiết bị quang học tiêu dùng, nó có thể giúp thu nhỏ đáng kể kích thước của các camera, cảm biến hay kính viễn vọng mà không làm mất đi độ chính xác hay chất lượng hình ảnh. Trong ngành an ninh quốc phòng, việc tích hợp thấu kính này vào camera hồng ngoại hoặc thiết bị nhìn đêm sẽ giúp giảm giá thành, tăng tính cơ động và độ tin cậy của các thiết bị.

Không dừng lại ở đó, công nghệ thấu kính mới còn có tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực y tế và sinh học. Nó có thể góp phần chế tạo các hệ thống hình ảnh siêu nhỏ, cho phép quan sát và chẩn đoán ở cấp độ tế bào hay phân tử mà không cần đến những hệ thống máy móc cồng kềnh như trước. Ngoài ra, trong ngành công nghiệp in ấn và bảo mật, thấu kính siêu nhỏ có thể trở thành công cụ chống làm giả cực kỳ hiệu quả nhờ khả năng điều khiển ánh sáng chính xác đến từng bước sóng.