Оптические датчики как у рака-богомола

Физики вдохновились строением глаз морских раков-богомолов и создали компактные оптические датчики для спектрального и поляриметрического анализа на их основе.

Статью с описанием исследования опубликовал научный журнал Science Advances.

Раки-богомолы обитают на небольшой глубине в тропических и субтропических морях и обладают самыми сложными глазами в мире. Если человек различает 3 основных цвета, то рак-богомол — 12. Также эти животные воспринимают ультрафиолетовый и инфракрасный свет и видят разные виды поляризации света. Особые линзы в глазу раков-богомолов настроены на восприятие определенных цветов и оттенков. Благодаря этому они экономят вычислительные ресурсы мозга и распознают только те формы света, которые важны для их выживания.

Майкл Куденов и его коллеги — ученые из Университета Северной Каролины — предположили, что взяв за основу эти принципы, можно создать компактные поляриметры и спектрографы, которые смогут очень точно определять длину волн света.

Ученые создали набор поляризующих линз и органических детекторов света, повторяющих по своим свойствам компоненты фоторецепторов раков-богомолов, и уложили их в стопку. Получился очень компактный набор оптических сенсоров.

По чувствительности эта система в десять раз превосходила уже существующие компактные поляриметры и спектрографы. Она разбивает поступающее излучение на семь спектральных и поляриметрических каналов, однако ученые предполагают, что увеличив толщину стопки сенсоров и линз, можно будет разбивать излучение и на 15 каналов.

Прибор настолько маленький, что его можно встраивать в смартфоны, космические зонды и телескопы, которые изучают спектр излучения далеких звезд и химический состав планет Солнечной системы.

Куденов и его коллеги надеются, что их разработку будут использовать на практике уже в ближайшем будущем.