【第一台鏡頭聚焦光線不失真】

明道

【第一台鏡頭聚焦光線不失真】

 

 

哈佛團隊成為關注焦點

在美國物理學家第一超薄扁平透鏡。

該設備由於其平整度，消除了發生在傳統的球面鏡片的光學像差。

其結果是，透鏡的聚焦能力也接近衍射的法律的最終的物理限制。

試想一下，如果你是手機中的一台超薄更換鏡頭 - 你可以再擠你的智能手機的厚度接近，一張信用卡，說：隊長，哈佛大學工程和費德里科·卡帕索應用程序。

設備發現今天大多數的光學元件都相當笨重，因為光束成形是通過改變入射光線的光路中，這就要求鏡片的厚度的變化在我們的鏡頭，其平坦的表面上完成所有的光束整形，這是只有60納米厚的。

在一個普通的透鏡，光線在較厚的中心區域比在較薄的，外週的的小的相速度與空氣相比，在玻璃的光傳播得慢，他解釋。

這種分佈在鏡頭的相位延遲，導致光的折射和聚焦。

納米metasurface的

的新的平面超薄鏡片是不同的，它是一種納米結構的光學薄的光束整形元件被稱為光學天線組成，相互之間的距離短的光的波長相比，它們被設計為重點的的“metasurface”。

這些天線波長範圍的金屬元素引入輕微的散射光線，關閉它們的相位延遲。

特定波長的光可調諧metasurface通過簡單地改變大小，角度和納米天線之間的間距。

天線是沒有超過一個諧振器，光存儲，然後將其釋放後很短的時間延遲，卡帕索說。

這種延遲改變光的方向，以同樣的方式，厚的玻璃透鏡。

的透鏡表面進行圖案化，在不同的方向取向的不同形狀和尺寸的天線。

這會導致相位延遲周圍徑向分佈的透鏡，使光線被越來越多地折射進一步遠離中心的東西，將入射光聚焦到一個精確的點的效果。

沒有單色像差

卡帕索，增加了新的鏡頭不會受到扭曲圖像的功能，被稱為單色像差，這是典型的球面鏡片。

球面像差，彗差和散光全部消滅，並得到一個明確的衍射極限，準確的焦點，這是真實的，即使當光線擊中的鏡頭遠離中心或在一個大的角度，所以沒有複雜的矯正技術是必需的。

 

 

平面透鏡保持對目標的光

哈佛小組先沉積一層薄薄的黃金納米透鏡。然後，研究人員剝離後留下的陣列，均勻地在整個表面上的矽晶片的行隔開的V形結構（納米天線）的部分黃金。

鏡頭最明顯的應用包括攝影和顯微鏡，Capasso說。

舉個例子，緊湊的目標具有非常大的數值孔徑可以設想，但我們也可以想像光纖與新的成像和醫療應用的圖案方面，在任何地方一般傳統鏡頭可以取代一台，他說。

向寬帶聚焦

雖然鏡頭只是在概念證明階段，卡帕索和他的同事們已經被淹沒了來自世界各地的攝影師和天文學家的請求。

透鏡的聚焦效率，目前仍然是相當小的，但根據該球隊，可以很容易地增加，通過增加光學天線的填充密度，通過使用不同的平面透鏡設計。

到目前為止，鏡頭只集中特定波長的光，但到metasurface安排不同的天線模式，它可以做寬帶，Capasso說。

研究人員製造透鏡使用電子束光刻，這是最實用的技術，因為它是耗時的。

幸運的是，還有很多新興的納米光刻技術，可能是適合大批量生產，如納米壓印光刻和軟，這可能是非常有用的構圖我們的鏡頭在柔性襯底上，補充說：卡帕索。

這本身將開闢一系列激動人心的應用領域。

該研究結果發表在納米快報。

作者簡介

Belle DUME的是一個特約編輯nanotechweb.org的

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/sep/17/first-flat-lens-focuses-light-without-distortion