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仅3个原子的厚度! 科学家制造出史上最薄透镜

京港台:2024-6-7 04:46| 来源:IT之家 | 我来说几句


仅3个原子的厚度! 科学家制造出史上最薄透镜

来源:倍可亲(backchina.com)

  IT之家 6 月 6 日消息,科学家们创造出了有史以来最薄的用于相机系统的光学透镜,该透镜厚度仅为 3 个原子,研究人员认为它将特别适合用于像谷歌眼镜和 Meta 的 RayBan 智能眼镜等可穿戴设备。

  

  这种发表在《Nano Letters》期刊上的超薄扁平镜头又被称为超透镜(Metalenses),其厚度令人难以置信:只有 0.0000006 毫米,或 0.6 纳米,相当于 3 个原子的高度。据悉,来自阿姆斯特丹大学和斯坦福大学的研究人员采用了不同于传统光学的方法来研制这种镜头。

  据IT之家了解,通常情况下,传统光学镜头使用曲面玻璃来弯曲和折射进入的光线,使其在离开时再次弯曲和折射,从而使物体看起来比实际更近。但近年来,科学家们一直在尝试用超表面(meta surface)来替代这些传统的玻璃光学器件,以解决其主要问题:体积庞大。目前,相机制造商受到物理定律的限制,多个玻璃组件会占用大量空间,而在智能手机和可穿戴设备上,空间又是非常宝贵的。

  超透镜是旨在用一种完全不同的方法取代全尺寸光学器件的平面结构,它们不是使用曲面光学器件,而是将上述由多个玻璃光学系统组成的系统压缩成一个更小的系统,利用纳米粒子和超表面来弯曲光线。

  这类平面透镜尚未应用于消费类成像产品,但研究人员仍在不断突破这一概念的极限。在这项研究中,研究人员使用了一种名为二硫化钨的独特材料。这种超透镜不是使用曲面玻璃透镜,而是使用了间隔排列的二硫化钨同心圆环,这与菲涅尔透镜的原理相同,即使用衍射而不是折射来聚焦光线。

  这种超薄镜头的聚焦效率依赖于二硫化钨内部的量子效应,使这种材料能够吸收特定波长的光并重新发射。

  科学家们对这种超透镜的另一个独特特性感到特别兴奋:当光通过它时,会产生一个明亮的焦点,并且大部分光线不会受到影响。这听起来似乎像个缺点,但其实可以加以利用。

  “这种镜头可以用于透镜视野不应该被干扰但可以利用一小部分光线来收集信息的应用场景,这使其非常适合用于增强现实的智能眼镜,” 论文作者之一的 Jorik van de Groep 研究人员解释道。

  正如前文所述,超透镜尚未达到可以安装在消费类设备上的性能水平,但包括 Metalenz 和佳能等多家公司正在涉足这一领域。  

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