薄如紙張的眼鏡片、不凸起的手機鏡頭、微型醫(yī)學成像工具……華人領導的研究團隊近日研制出一種只有1微米厚的超薄平面透鏡,有望大幅降低光學器件的尺寸和重量。
美國哥倫比亞大學應用物理學副教授虞南方團隊新近發(fā)表在《光:科學及應用》雜志上的報告顯示,這種由“超像素”構(gòu)成的平面透鏡比普通紙張還要薄。這些像素均小于光的波長,能不同程度延遲光波通過透鏡的時長,從而實現(xiàn)傳統(tǒng)透鏡的功能。
不同顏色的光通過不同介質(zhì)和結(jié)構(gòu)時速度不一樣,因此復色光通過棱鏡會分解成單色光,這種現(xiàn)象被稱為光的色散。由于這種現(xiàn)象的存在,普通透鏡無法同時聚焦不同顏色的光,目前大部分相機等成像系統(tǒng)通過堆疊多層透鏡來解決色差的問題,但這增加了攝像攝影器材的復雜性和重量。
研究團隊采用具有復雜納米結(jié)構(gòu)的“超像素”,使用半導體制造工藝,首次實現(xiàn)可將擁有任何偏振態(tài)的各色光波聚焦于一點的平面透鏡,其成像性能可與一流的復雜透鏡系統(tǒng)相當。