消除色差平面超穎透鏡發(fā)表

中央研究院與臺(tái)灣大學(xué)攜手合作發(fā)表可消除色差的平面超穎透鏡

在科技部學(xué)術(shù)攻頂計(jì)畫支持下，中研院應(yīng)用科學(xué)研究中心主任暨臺(tái)灣大學(xué)物理系教授蔡定平特聘研究員和臺(tái)灣大學(xué)電機(jī)系管傑雄教授的合作研究團(tuán)隊(duì)，與南京大學(xué)共同合作，利用自創(chuàng)的「集成共振單元」之革命性的新觀念，設(shè)計(jì)和製作出具有「集成共振單元」的超穎表面結(jié)構(gòu)，研究發(fā)展出寬頻且消色差之超穎透鏡(Achromatic Meta-lens)，是國(guó)際上奈米光學(xué)領(lǐng)域近期最重要的發(fā)展之一，對(duì)未來(lái)輕、薄、微小、精、準(zhǔn)的平面型光學(xué)元件之發(fā)展有極大的幫助。此一創(chuàng)新研究工作的論文發(fā)表於8月4日之自然通訊(Nature Communications)期刊上。

透鏡在日常生活中是一種被廣泛應(yīng)用的光學(xué)元件，例如智慧型手機(jī)、眼鏡、顯微鏡等，但由於自然界中光學(xué)材料的折射率通常具有色散，因此大部分透鏡在不同波長(zhǎng)(顏色)下的光學(xué)響應(yīng)都不一樣(即會(huì)產(chǎn)生色差)，加上設(shè)計(jì)原理的限制，使得光學(xué)裝置的重量和體積普遍都相當(dāng)?shù)卮螅绾卧跇O小的體積中達(dá)到透鏡的聚焦效果，並在寬廣的頻段內(nèi)消除色差，對(duì)微型光電元件的發(fā)展非常重要，所以此次新創(chuàng)研發(fā)出之寬頻且消色差之超穎透鏡，對(duì)所有需使用精準(zhǔn)的平面超微型光學(xué)元件的裝置來(lái)說(shuō)是十分關(guān)鍵的重要基石。

蔡定平教授研究團(tuán)隊(duì)曾發(fā)表由奈米結(jié)構(gòu)建構(gòu)之超穎介面(Metasurface)能有效地改變?nèi)肷涔庠吹奶匦裕缦辔?，振幅與偏振等，可進(jìn)而達(dá)成操控光之目的。相較於利用自然界存在的光學(xué)材料，超穎介面可提供了更大的自由度，也給予能開發(fā)具有多功能與體積超薄光學(xué)裝置的優(yōu)勢(shì)。這兩年來(lái)，蔡定平教授研究團(tuán)隊(duì)也基於優(yōu)勢(shì)，成功地設(shè)計(jì)研發(fā)出一系列的超穎平面裝置，例如全彩寬頻多維度超穎全像片等。參考網(wǎng)站：https://www.nature.com/articles/s41467-017-00166-7