Metačočky v akci. Kredit: NIST.

Trilobiti se objevili již v kambriu na počátku prvohor. Stali se nezbytnou rekvizitou fauny prvohorních moří, vytvářeli pozoruhodnou diverzitu a pak na konci permu zmizeli ze scény, když je pohltil hladový chřtán největšího vymírání v dějinách této planety. Přesto dodnes ovlivňují dění, jako věční influenceři, někdy až v překvapivé míře.

Amit Agrawal. Kredit: NIST.

Nejnověji se to povedlo ordovickému trilobitovi Dalmanitina socialis, který je jedním z nejhojnějších a nejznámějších druhů Barrandienu. Trilobiti jakožto členovci měli složené oči. Dalmanitiny ale byly výjimečně dalekozrakými trilobity s pozoruhodnou konstrukcí bifokálních očí. Jejich oči ve složených očích byly umístěné na stopkách a vybavené dvěma čočkami, které ohýbaly světlo v různých úhlech. Díky tomu mohly dalmanitity velmi dobře sledovat kořist, která se pohybovala poblíž, a zároveň predátory, kteří se nacházeli v kilometrové vzdálenosti.

Technologie trilobita. Kredit: NIST.

Optické superschopnosti dalmanitiny učarovaly odborníkům amerického institutu National Institute of Standards and Technology (NIST). Pod vlivem této prvohorní inspirace postavili neurální nanofotonickou kameru s bifokálními metačočkami, které mají rekordní hloubku ostrosti. Tato kamera dokáže současně kvalitně zobrazit objekty, které jsou vzdálené 3 centimetry až 1,7 kilometrů. Zároveň vytvořili algoritmy, které provádějí korekci optických vad, zaostřují objekty, které jsou ve střední vzdálenosti mezi oběma extrémy ohnisek, a také vytvářejí finální, plně zaostřený snímek, který obsahuje zmíněnou obrovskou hloubku ostrosti.

Vznikla lehká kamera s výjimečnou hloubkou ostrosti, která spojuje nanofotoniku s fotografickou umělou inteligencí. Má našlápnuto na revoluci v zobrazovacích systémech s vysokým rozlišením. Takové kamery budou pořizovat například vysoce detailní snímky městských prostředí, členitých krajin, velkých skupin organismů a podobných typů scén, u nichž je nutné zaostřit blízké a současně i vzdálené objekty.

Amit Agrawal, Henri Lezec a jejich spolupracovníci vytvořili soustavu metačoček. Jde o ultratenké filmy, do nichž jsou vytvarovány skupiny nanosloupců, jejichž úkolem je specifickým způsobem pracovat se světelnými paprsky. Výslední metačočky fungují zároveň jako makročočka pro snímky z velké blízkosti i jako čočka pro teleobjektiv pro snímky z velké dálky.

Literatura

National Institute of Standards and Technology 19. 4. 2022.

Nature Communications 13: 2130.