AR-VR光學(xué)新突破 單透鏡控制不同波長(zhǎng)光速 哈佛大學(xué)研發(fā)納米超材料薄透鏡

　　2018年01月03日，多年來(lái)，光學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家們一直在努力用一種被稱(chēng)為“metalens”的超材料透鏡來(lái)取代笨重的彎曲鏡片：一種使用納米結(jié)構(gòu)聚焦光線(xiàn)的平坦表面。

　　然而，這種技術(shù)的一個(gè)障礙在于它能夠聚焦的光譜范圍有限。但隨著哈佛大學(xué)保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)最近取得的突破，這一情況將發(fā)生變化。

　　在一篇發(fā)表在《Nature Nanotechnology》上的論文中，研究人員寫(xiě)道他們開(kāi)發(fā)了一塊單一透鏡，可以將整個(gè)可見(jiàn)光譜(包括白光)聚焦在同一個(gè)點(diǎn)上，而且是以高分辨率實(shí)現(xiàn)。在之前，這只能通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的曲面透鏡堆疊實(shí)現(xiàn)。

　　聚焦整個(gè)光譜的難度是，每個(gè)波長(zhǎng)都以不同的速度穿透材料。例如，紅色波長(zhǎng)將比藍(lán)色波長(zhǎng)更快地通過(guò)玻璃，這意味著兩種顏色以不同的速度到達(dá)相同的位置，從而導(dǎo)致圖像失真。所以設(shè)備需要不斷堆疊透鏡來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但這樣導(dǎo)致了重量的問(wèn)題。

　　哈佛研究組開(kāi)發(fā)的單塊超材料透鏡使用二氧化鈦納米陣列來(lái)平均聚焦光的波長(zhǎng)，并且可以消除名為色差的失真。借助成對(duì)的納米薄膜，超材料透鏡能夠同時(shí)控制不同波長(zhǎng)的光的速度。

　　論文的首席作者Wei Ting Chen指出：“通過(guò)將兩個(gè)納米薄膜結(jié)合到同一個(gè)元素中，我們可以調(diào)整光在納米結(jié)構(gòu)材料中的速度，從而確�？梢�(jiàn)光中的所有波長(zhǎng)都聚焦在同一個(gè)點(diǎn)上，而且只使用一個(gè)元透鏡。與復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)消色差透鏡相比，這顯著降低了厚度和設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。”

　　團(tuán)隊(duì)的下一步是將透鏡的厚度放大到直徑1厘米，而這將為我們帶來(lái)全新的可能，包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)。