より大きな宇宙望遠鏡の必要性は、軽量で柔軟なホログラフィックレンズを刺激します

巨大な宇宙望遠鏡で太陽系外惑星を発見するというコンセプトに着想を得て、研究者チームは、可視および赤外線の星の光を焦点の合った画像またはスペクトルにレンダリングするホログラフィックレンズを開発しています。実験的な方法を使用して、直径数メートルの軽量で柔軟なレンズを作成することができます。このレンズは、打ち上げのために丸めて、宇宙で広げることができます。

2つの球面光波を使用してホログラムを生成します。ホログラムは、フィルムに記録された回折格子と、光を超高感度で分離するか、高解像度で集束させるかのいずれかの光への影響を細かく制御します。研究者たちは、このモデルが、太陽系外惑星の分析など、非常に高いスペクトル分解能の分光法を必要とするアプリケーションで役立つ可能性があると考えています。

（地球の大気に妨げられない視界の恩恵を受けるために）宇宙に打ち上げられなければならない望遠鏡は、光の焦点を合わせるために使用されるガラス鏡の重量とかさばりによって制限されます。これらのミラーは、実際には直径数メートルしかスパンできません。対照的に、光の焦点を合わせるために使用される軽量で柔軟なホログラフィックレンズ（より適切には「ホログラフィック光学要素」と呼ばれる）は、直径数十メートルになる可能性があります。このような機器は、太陽系外惑星を直接観測するために使用できます。これは、軌道を回る星からの光への影響に基づいて太陽系外惑星を検出する現在の方法を飛び越えたものです。

「地球2.0を見つけるには、太陽系外惑星を直接イメージングで見たいと思っています。星を見て、星から離れた惑星を見ることができる必要があります。そのためには、高解像度と非常に大きな望遠鏡が必要です」とハイディジョーニューバーグ教授は述べています。

ホログラフィック光学素子は、フレネルレンズの洗練されたバージョンです。フレネルレンズは、平面に配置されたプリズムの同心リングを使用して、かさばらずに湾曲したレンズの集束能力を模倣するレンズのカテゴリです。灯台で使用するために開発されたフレネルレンズの概念は19世紀にまでさかのぼり、自動車のランプ、マイクロオプティクス、カメラスクリーンに見られるガラスまたはプラスチックの現代のフレネルレンズがあります。

しかし、フレネルホログラフィック光学素子（フィルムからの距離が異なる2つの光源に感光性プラスチックフィルムを露光することによって作成される）は珍しいことではありませんが、既存の方法は、光を分離するのではなく、焦点を合わせることができるレンズに限定されていました。その構成色。

新しい方法により、設計者は光を単一の点に焦点を合わせるか、それを構成色に分散させて、純粋な色のスペクトルを生成することができます。この方法では、互いに非常に接近して配置された2つの光源を使用します。これらの光源は、フィルムに向かって進むときに、互いに構築または打ち消し合う同心の光源の波を生成します。この収束または干渉のパターンは、Mei-LiHsieh教授を訪問して開発された公式に基づいて調整できます。ホログラフィック画像としてフィルムに印刷または「記録」され、画像の構造に応じて、ホログラフィック光学素子を通過する光が集束または引き伸ばされます。