İnsan vücuduna girip şöyle bir etrafa bakacak olsak, her şeyin bir girişim halinde olduğu, karman çorman bir ortam görürdük ancak bu durum, bazı şeylerin biraz olsun rahatça yapılamayacağı anlamına gelmiyor. Bu hedefi kafalarına koyan bir grup Alman araştırmacı, şırınga iğnesine sığabilen, tuz tanesi büyüklüğünde, karmaşık bir lens sistemi geliştirmeyi başardı. Bu kameranın sadece sağlık sektöründe kullanılacağını düşünüyorsanız yanılıyorsunuz. Akıllı telefonlardan tutun da, uçan elektronik böceklere kadar onlarca kullanım alanı olan bir cihaz üretmiş oldular.
Stuttgart Üniversitesi'nden bilim adamları, üç objektife sahip olan bu fotoğraf makinesini, yeni bir 3D baskı tekniği kullanarak inşa etti. Ekibin dediğine göre 3D baskı tekniğinde kullandıkları yeni yöntem, onlara mikrometre ölçeğinde bile hassas çalışma imkanı vermiş ve bu sayede ilk kez bir 3D yazıcı ile 2 ve daha fazla lensten oluşan karmaşık bir sistemi basabilmişler. Üretmiş oldukları bu çoklu lens sistemi, küçük kameralarda daha yüksek görüntü kalitesi sağlayabilir çünkü tek mercek, bir düzlem boyunca yayılan ışığın bütün dalga boylarını * toplayamazken birden fazla mercek bunu yapabilir. Bu da daha kaliteli görüntü demek.
Gelin ekibin bunu nasıl başardığına bakalım. Atım aralığı 100 femto-saniyeden daha kısa olan bir femto-saniye lazeri kullanarak * cam bir tabakanın üzerinde duran ışığa duyarlı bir malzemeyi ışık bombardımanına tuttular. Malzemenin içinde çapraz bağ kurmuş durumda bekleyen polimerler, gelen ışıktan 2 tane fotonu emer. Daha sonra yeterince ışık emmeyen materyal, çapraz bağlanmış polimerlere zarar vermeyen bir çözücü ile yıkanarak oradan uzaklaştırılır.
Ekip, 125 mikrometre çap ve yüksekliğe sahip optik mikroskopları bu 3D yazdırma yöntemiyle oluşturduktan sonra cihaz ile bağlantıyı sağlamak için 1.7 metre uzunluğunda ve 2 tel saç kalınlığında fiber optik bir kablo bağladılar. Kamera 3 mm yakın çekim yapabiliyor. Ekip bütün görüntüleme sisteminin standart bir şırınga iğnesine rahatça sığdığını söylüyor. Böylece kamerayı direkt organlara ve hatta beyine yollama mümkün bir hal alıyor.
Araştırmacılar çok çeşitli uygulama alanlarında sorunsuz kullanılabilmesi için lens sistemini CMOS bir görüntü algılayıcı sensörün üzerine inşaa ettiler. Bu üretim tekniği oldukça hızlı ve kameranın inanılmaz küçük boyutu sayesinde bal arısı büyüklüğünde hava böcekleri üretmek mümkün. Ayrıca sürücüsüz araçlar, robotlar, insan vücudu ve elbette akıllı telefonlar bu teknoloji için sırasının gelmesini bekleyen adaylar.
Stuttgart Üniversitesi 4. Fizik Enstitüsü;
Fikrin oluşması, optiklerin dizaynı ve dijital modellenmesinden işin bitirilmesi ve mikro ölçekli 3D baskılı ürünün elde edilmesi 1 günden az sürdü. Biz, tıpkı birkaç yıl önce bilgisayar destekli tasarım ve bilgisayarlı üretim yöntemlerinin mühendisliğe yaptığı katkı gibi, keşfedilmeyi bekleyen bir potansiyelin önünü açtık. Profesör Harald Giessen
Araştırma Nature Photonics isimli bilim dergisinde yayınlandı.
Kaynak: Stuttgart Üniversitesi üzerinden Phys.org
