0,6 Nanometer: Dünnste Linse der Welt besteht aus lediglich drei Atomen

Moderne Kontaktlinsen werden immer dünner. Verglichen mit einer Linse, die Forscher:innen der Universität Amsterdam nun entwickelt haben sind sie aber immer noch sehr dick. Diese ist nämlich drei Atome dick und damit die dünnste Linse der Welt.

Bild: Ludovica Guarneri and Thomas Bauer

Linsen sind echte Multitalente

Linsen sind dazu gemacht, Licht einzusammeln und auf einen bestimmten Punkt zu fokussieren. Mit ihnen können wir etwa Sehfehler korrigieren sowie kleine Objekte durch Mikroskope oder große, weit entfernte durch Teleskope beobachten. Normalerweise bestehen Linsen aus gekrümmten Glas oder anderen transparenten Materialien – im Falle von Kontaktlinsen etwa aus Hydrogel.

Dieser klassische Aufbau führt aber auch dazu, dass große Linsen auch recht dick und schwer sind, insbesondere dann, wenn sie aus Glas bestehen. Um Material zu sparen, wurde im 19. Jahrhundert ein alternativer Aufbau namens Fresnellinse erfunden. Diese kam ursprünglich etwa in Leuchttürmen zum Einsatz. Sie besteht aus einer Serie konzentrischer Kreise, die das Licht auf einen Brennpunkt fokussieren. Dabei bleibt zwar etwas Bildqualität auf der Strecke, aber dafür ermöglicht es auch deutlich dünnere Linsen.

Die dünnste Linse der Welt

Forscher:innen haben dieses Konzept nun an sein Limit gebracht und eine Linse erschaffen, die nur 0,6 Nanometer dick ist, also etwa so dick wie drei Atome. Das bedeutet, dass es sich um die dünnste Linse handelt, die je gebaut wurde. Bisher hielt eine Linse diesen Rekord, die 2016 erschaffen wurde und mit 6,3 Nanometern etwa 10 Mal so dick ist.

Die neue Linse besteht aus konzentrischen Ringen aus Wolframsulfid. Das Material absorbiert rotes Licht, das auf es auftritt, remittiert es an einen Brennpunkt, der etwa einen Millimeter von der Oberfläche entfernt ist. Bei diesem Prozess werden kurzlebige Quasipartikel namens Exzitone gebildet, die dann gleich darauf wieder abgebaut werden und dabei Licht emittieren. Andere Wellenlängen außerhalb von rotem Licht können das Material durchdringen.

„The lens can be used in applications where the view through the lens should not be disturbed, but a small part of the light can be tapped to collect information. This makes it perfect for wearable glasses such as for augmented reality„, so Jorik van de Groep, der an der Studie beteiligt war.

Die Forscher:innen wollen nun herausfinden, ob mit dieser Technik auch komplexere Beschichtungen denkbar sind.

via University of Amsterdam