Nieuwe bril is geschikt voor ver en dichtbij

Een nieuwe bril met aanpasbare brandpuntsafstand kan scherp stellen op dichtbij én veraf. Amerikaanse onderzoekers presenteren het prototype vandaag in de Proceedings of the National Academy of Sciences.

De bril kan voor 45-plussers een einde maken aan alle gedoe met aparte leesbrillen, bifocale en multifocale brillen. Voorwaarde is wel dat het omslachtig ogende prototype van het brillenglas met aanpasbare lenssterkte in de toekomst uitgroeit tot een commercieel model.

Onderzoekers van het College of Optical Sciences van de universiteit van Arizona in Tucson (Verenigde Staten) maakten een plat en dun brillenglas dat een aanpasbare brandpuntsafstand heeft doordat het een met vloeibare kristallen gevulde diffractielens is. Een dergelijke diffractielens werkt volgens het principe van de breking aan een tralie.

Licht dat door een nauwe spleet valt buigt af aan de randen van het materiaal en waaiert na de spleet dus uit. Ligt een reeks van die nauwe spleetjes vlak naast elkaar, met een onderlinge afstand van ongeveer de golflengte van het licht, dan ontstaat er achter dat tralie een regelmatig vlekkenpatroon. Lichtvlekken ontstaan in het afgebogen licht, als licht afkomstig uit verschillende spleten elkaar ontmoet met een weglengteverschil van een geheel aantal golflengten. De donkere plekken ontstaan waar licht dat een oneven half aantal golflengten wegverschil heeft afgelegd elkaar ontmoet: de lichtgolven zijn dan in tegengestelde fase en doven elkaar uit.

Een diffractielens bestaat uit een sterk aangepast traliepatroon: de 'tralies' liggen in concentrische cirkeltjes met toenemende straal rond het centrum. Ze zijn zo gemaakt dat bijna al het licht zo afbuigt dat de stralen elkaar met één golflengte verschil weer ontmoeten. Zo ontstaat toch een lens met veel lichtopbrengst.

Camera- en lenzenfabrikant Canon levert fotografielenzen volgens dit principe. Canon bouwt bijvoorbeeld een korte en lichte 400 mm telelens met zo'n diffractielens.

De lichtbreking wordt variabel door het laagje vloeibare kristallen in de concentrische cirkeltjes van de lens. Door die op spanning te zetten, verandert de breking van de lens. In de demonstratiebrillen kon een lens met negatieve brillenglazen (voor mensen die een bril nodig hebben om in de verte scherp te zien) 1 of 2 dioptrie minder negatief worden gemaakt. Dat is precies wat de kippig wordende lezer nodig heeft om weer makkelijk de krant of een computerscherm te kunnen lezen.