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超薄平面透镜实现完美聚焦

导读: 美国研究人员制作出第一个能精确聚焦的超薄平面透镜(flat lens)。由于其平面特性,此装置并没有令一般球面透镜苦恼的光学像差,因此具有定义良好的焦点。

  此透镜的制作方式是在硅晶圆表面镀上一层纳米级的黄金,接着部分剥离以留下均匀分布的V形结构(即纳米天线)数组。此平面透镜设计可消除球面像差、彗形像差及像散等单色像差,因此能在绕射极限内获得精确的焦点。即使光线入射处远离镜心或以大角度入射,也不需使用复杂的修正技术。

  此透镜最明显的用途为摄影及显微术,也能应用于光纤中供成像与医疗用途等,或者是任何能取代传统透镜的地方。该团队表示,虽然此透镜现阶段的聚焦效率偏低,但应可藉由增加天线排列密度及改变透镜设计予以提升。另外,此透镜目前仅能聚焦某些特定波长的光线,不过Capasso认为透过不同天线数组的排列有机会发展出宽带透镜。

  该团队在此实验中使用了耗时的电子束微影制程来制作透镜,未来如欲大量生产可采用新的纳米微程如纳米压印(nanoimprinting)及软微影制程(soft lithography),以利在可弯曲式基板上制作平面透镜。详见Nano Lett.|DOI: 10.1021/nl302516v。

 

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