Псевдоповерхности необычайно перспективны в области пассивной оптики, формируя основу для гео-оптических телескопов – инновационных наблюдательных систем, в которых геометрия самого объектива становится главным механизмом сбора, фокусировки и пространственной организации света. В традиционных телескопах вся собранная световая информация концентрируется в единой фокусной плоскости – размер изображения, масштаб и разрешение регулируются кривизной одной или нескольких оптических поверхностей. Однако если применить принципы геометрической волновой инженерии (ГВИ), можно получить объектив совершенно нового типа: гео-оптическую псевдоповерхность с переменной отрицательной кривизной, способную одновременно фокусировать лучи, приходящие из разных углов, в самостоятельные, отдельные фокусные области.

В основе такого объектива – псевдопараболоид, псевдогиперболоид или псевдоэллипсоид , например, третьего порядка, спроектированный таким образом, что угловое распределение входящего излучения (естественного светового потока, лазеров, звёздного излучения и т. д.) автоматически «сортируется» по собственной траектории взаимодействия с криволинейной метрикой поверхности. Разные углы падения попадают в локальные кривизны, каждая из которых избирательно фокусирует конкретную часть фронта в собственную фокусную зону, не влияя на остальные.

Это означает, что один объектив может выполнять функции сразу нескольких наблюдательных каналов:

– Фокусировать свет с разных углов в разных точках приёмника;

– Вести наблюдение с широким углом обзора, одновременно выявляя детали в нескольких секторах;

– Создавать множественные, параллельные поля зрения, сопоставимые с массивом мини-объективов, но без усложнения сопутствующей оптики или электроники;

– Работать по принципу пространственно-селективного траекторного приёма: каждое направление входного сигнала имеет свой «путь» в структуре объектива, тем самым снижая уровень внутренних переотражений и кросс-помех.

Уникальное поведение лучей на псевдоповерхности открывает путь к созданию телескопов, у которых появляется мульти фокусное пространственное восприятие. Это кардинально отличается от классических зум-систем и цифровой обработки: здесь само физическое распространение света по геометрии создаёт условия, при которых разные сектора обзора собираются в свои жёстко организованные фокусные узлы.

Особенности такой оптической геометрии:

– Фокусные зоны могут быть точечными (узловые), кольцевыми, эллиптическими или распределёнными в зависимости от формы кривизны;

– Одна и та же псевдоповерхность может обслуживать несколько спектральных диапазонов при соответствующем подборе материала подложки;

– Возможна реализация соответствия «угол-позиция» без движущихся компонентов – например, телескоп обнаруживает объекты на фоне звёздного неба сразу в нескольких направлениях без вращения;

– При правильной настройке геометрии достигается пространственное и спектральное разделение сигнала без применения дисперсионных призм или интерферометров.

Реализация таких телескопов возможна с использованием:

– 3D-печатной геометрической оптики из прозрачных диэлектриков (например, фото полимеров, кварцевых пластин);

– Многослойных композитов, где каждый слой несёт свою псевдогеометрию и фокусирует в свою плоскость;

– Гибридных структур на переменной геометрии с использованием жидкостных мембран или фоточувствительных материалов;

– Метаповерхностей с нано структурированными зонами фокусировки, запрограммированными на конкретные углы и частоты.

Преимущества по сравнению с классическими телескопами: