动态可调谐的智能透镜可实现复杂光学功能

导读 

据西班牙光子科学研究所官网近日报道，该研究所与法国巴黎视觉研究所的研究人员密切合作开发出一种动态可调谐的智能透镜，它几乎可以实现任何复杂的光学功能。

背景 

移动设备上的摄像头性能，已经被证明是大多数终端用户所追求的特性之一。 

改善光学图像质量的重要性，以及智能手机越来越薄的趋势，迫使生产商们增加摄像头的数量，举几个例子来说，可以为手机提供更好的变焦、低曝光高质量摄影、半身照。但是向小型化的光学装置增加额外的透镜，并驱动光线通过电子器件聚焦，并不像看起来那么容易，特别是在小尺度上或者如此狭窄的空间中。 

在毫米厚度的手机、微型显微镜或者医疗内窥镜远端集成可动态调节的变焦镜头需要复杂的透镜组，这些透镜可以处理全光谱，并在几毫秒内用电改变形状。迄今为止，一种称为“液晶空间光调制器”的软材料成为了高分辨率光整形所选择的工具，但是实现这种工具已经被证明受到性能、体积和成本的制约。 

创新 

近期发表在《自然光子学（Nature Photonics）》期刊上的一项研究中，来自法国巴黎视觉研究所（Institut de la Vision）的 Pascal Berto、Chang Liu、Gilles Tessier 与西班牙光子科学研究所（ICFO）教授 Romain Quidant 领导的研究人员 Laurent Philippet、Johann Osmond、Adeel Afridi、Marc Montagut、Bernat Molero 密切合作，演示了一项在没有任何机械运动的情况下操控光线的可调节技术。

 

安装在光学仪器显微镜中的智能透镜示意图（图片来源：Marc Montagut）

技术 

在这个创造“智能透镜（Smartlens）”的新方案中，电流通过经良好优化的微米级电阻，局部地加热，从而改变容纳电阻的透明聚合物板的光学特性。如同海市蜃楼（光线通过热空气时发生折射创造出遥远湖泊的幻象）一样，这种微观的热区域能够折射光线。

 

智能透镜的示意图（图片来源：Marc Montagut）