超透镜完美聚焦光线，哈佛团队新发现引发光学革命

利用超薄的单个超透镜就能解决了光在传播过程中的色差问题，这项研究成果也被认为具有极大的商业潜力，例如使虚拟现实与增强现实相关设备实现轻量化，促进行业的进一步发展。该项研究成果已经发表在近期的《自然纳米科技》（Nature Nanotechnology）期刊上。

为了更好地理解这项研究工作，我们先简单的了解消色差超透镜的大致原理，也就是到底有哪些因素在影响超透镜的聚光作用。如上图所示，经过超透镜后的相对波长的相位函数为（看不懂的同学可直接跳过以下两段）：

这里ω,c,r 和 F 分别表示角频率、光速、径向坐标和焦距。从上图可以看出对于，给定半径的光波，其传播方向是不一样的，都偏转了一定的角度。对（1）式进行数学上的泰勒展开，即（2）式，我们进一步的看到，为了实现消色差，需使得光波聚焦到同一个角频率ωd 附近的频段，而（2）式中的高阶项（第二项为相对群时延，第三项为群时延色散，量级分别对应飞秒 fs 与 fs2）也对超透镜能否消色差具有决定作用。如果忽略后面的高阶项，那么色散效应就会出现。简言之，群延迟项补偿了光到达焦点的时间差，而高阶导数项 (群时延色散等) 则保证出射光的一致性。

另外（1）式中的将不同波长的焦距 F 参数化，可以得到焦距：