AR-VR光學新突破 單透鏡控制不同波長光速 哈佛大學研發納米超材料薄透鏡

　　2018年01月03日，多年來，光學領域的科學家們一直在努力用一種被稱為“metalens”的超材料透鏡來取代笨重的彎曲鏡片：一種使用納米結構聚焦光線的平坦表面。

　　然而，這種技術的一個障礙在于它能夠聚焦的光譜范圍有限。但隨著哈佛大學保爾森工程與應用科學學院(SEAS)最近取得的突破，這一情況將發生變化。

　　在一篇發表在《Nature Nanotechnology》上的論文中，研究人員寫道他們開發了一塊單一透鏡，可以將整個可見光譜(包括白光)聚焦在同一個點上，而且是以高分辨率實現。在之前，這只能通過標準的曲面透鏡堆疊實現。

　　聚焦整個光譜的難度是，每個波長都以不同的速度穿透材料。例如，紅色波長將比藍色波長更快地通過玻璃，這意味著兩種顏色以不同的速度到達相同的位置，從而導致圖像失真。所以設備需要不斷堆疊透鏡來解決這個問題，但這樣導致了重量的問題。

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

　　論文的首席作者Wei Ting Chen指出：“通過將兩個納米薄膜結合到同一個元素中，我們可以調整光在納米結構材料中的速度，從而確保可見光中的所有波長都聚焦在同一個點上，而且只使用一個元透鏡。與復合標準消色差透鏡相比，這顯著降低了厚度和設計的復雜度。”

　　團隊的下一步是將透鏡的厚度放大到直徑1厘米，而這將為我們帶來全新的可能，包括增強現實和虛擬現實。