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僅3個原子的厚度!科學家製造出史上最薄透鏡

IT之家6月6日消息,科學家們創造出了有史以來最薄的用於相機系統的光學透鏡,該透鏡厚度僅為3個原子,研究人員認為它將特別適合用於像谷歌眼鏡和 Meta的 RayBan智能眼鏡等可穿戴設備。

這種發表在《Nano Letters》期刊上的超薄扁平鏡頭又被稱為超透鏡(Metalenses),其厚度令人難以置信:只有0.0000006毫米,或0.6奈米,相當於3個原子的高度。據悉,來自阿姆斯特丹大學和史丹福大學的研究人員採用了不同於傳統光學的方法來研製這種鏡頭。

據IT之家了解,通常情況下,傳統光學鏡頭使用曲面玻璃來彎曲和折射進入的光線,使其在離開時再次彎曲和折射,從而使物體看起來比實際更近。但近年來,科學家們一直在嘗試用超表面(meta surface)來替代這些傳統的玻璃光學器件,以解決其主要問題:體積龐大。目前,相機製造商受到物理定律的限制,多個玻璃組件會占用大量空間,而在智慧型手機和可穿戴設備上,空間又是非常寶貴的。

超透鏡是旨在用一種完全不同的方法取代全尺寸光學器件的平面結構,它們不是使用曲面光學器件,而是將上述由多個玻璃光學系統組成的系統壓縮成一個更小的系統,利用奈米粒子和超表面來彎曲光線。

這類平面透鏡尚未應用於消費類成像產品,但研究人員仍在不斷突破這一概念的極限。在這項研究中,研究人員使用了一種名為二硫化鎢的獨特材料。這種超透鏡不是使用曲面玻璃透鏡,而是使用了間隔排列的二硫化鎢同心圓環,這與菲涅爾透鏡的原理相同,即使用衍射而不是折射來聚焦光線。

這種超薄鏡頭的聚焦效率依賴於二硫化鎢內部的量子效應,使這種材料能夠吸收特定波長的光並重新發射。

科學家們對這種超透鏡的另一個獨特特性感到特別興奮:當光通過它時,會產生一個明亮的焦點,並且大部分光線不會受到影響。這聽起來似乎像個缺點,但其實可以加以利用。

「這種鏡頭可以用於透鏡視野不應該被干擾但可以利用一小部分光線來收集信息的應用場景,這使其非常適合用於增強現實的智能眼鏡,」論文作者之一的 Jorik van de Groep研究人員解釋道。

正如前文所述,超透鏡尚未達到可以安裝在消費類設備上的性能水平,但包括 Metalenz和佳能等多家公司正在涉足這一領域。

責任編輯: 李華  來源:IT之家 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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