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  • 超透镜完美聚焦光线,哈佛团队新发现引发光学革命

    作者:游弋,maggie 来源:DeepTech深科技 时间:2018-01-08 16:35 阅读:421 [投稿]
    哈佛大学的团队研发出单一超透镜可以将整个可见光谱 (包括白光) 以高分辨率聚焦在同一点上,进而完全消除色差。

    众所周知,透镜是光学应用的基础,在日常生活中被广泛应用,比如相机、眼镜和显微镜等。而传统透镜对不同波长的光有不同的折射率,所以无法将各种色光聚焦到同一点上,于是就会产生了色差,导致图像失真。

    目前,相机和光学仪器常利用多个不同厚度和材质的曲面透镜来修正色差,不过,这样做的话会不可避免地增大仪器的体积。 

    而超透镜可以很好地解决这个问题。超透镜利用纳米结构聚光,并且具有扁平表面,能够让进来的光投射到它该在的地方,有望替代目前光学仪器中常用的体积庞大的曲面透镜。因此,超透镜的发现有望给光学领域带来技术性的革命。不幸的是,超透镜的应用仍然局限在一定的光谱范围内。因而聚焦全光谱范围的可见光以及白光,仍是一项充满挑战性的工作。 


    色差效果

    但这个看似遥远的事情却被来自哈佛大学的团队实现了:他们研发的单一超透镜可以将整个可见光谱 (包括白光) 以高分辨率聚焦在同一点上,进而完全消除色差。要知道,这种效果的实现目前只能依赖现有的高倍显微镜或长焦镜头,通过镜片堆叠来优化成像效果。


    穿过超透镜的光线被无数纳米结构聚焦

    该成果由哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(Harvard SEAS)的研究团队完成,他们用单个超透镜(厚度与波长在同一量级)聚焦了 470nm 到 670nm 波段的光,近乎涵盖了整个可见光谱(380nm-780nm)的中心波段,而且达到了高分辨率、无色散的惊艳效果。 

    研究人员表示,传统镜片必须经过手工精心打磨,曲率或组装过程中的任何误差都会严重影响镜片的性能。而此次研发的透镜只有一个生产步骤,并且无需经过繁复的组装过程,与复合标准消色差透镜相比,这样的镜片的厚度和设计复杂度都显著降低。 

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