超透鏡 - 使用納米結構聚焦光的平坦表面 - 通過用簡單， 平坦的表面取代目前在光學器件中使用的龐大的彎曲透鏡來實現光學革命。
這項研究發表在Nature Nanotechnology上。
聚焦整個可見光譜和白光（所有光譜顏色的組合） - 非常具有挑戰性， 因為每個波長都以不同的速度穿過材料。 例如， 紅色波長將比藍色更快地通過透鏡， 所以兩種顏色將在不同的時間到達相同的位置， 導致不同的焦點。 這會產生稱為色差的圖像失真。
相機和光學儀器使用不同厚度和材料的多個曲面透鏡來校正這些像差， 這當然會增加裝置的體積。
SEA電機工程高級研究員， 該研究的高級作者， Robert L. Wallace應用物理學教授， Vinton Hayes高級研究員Federico Capasso說：“超透鏡比傳統鏡頭具有優勢。 超透鏡較薄， 易於製造， 成本效益高， 這一突破將這些優勢延伸到整個可見光範圍， 這是未來光學發展的下一個重大步驟。 ”
哈佛大學技術開發辦公室（OTD）已經保護了與這個專案有關的智慧財產權， 並且正在探索商業化的機會。
由Capasso和他的團隊開發的超透鏡使用二氧化鈦納米鰭陣列， 同樣聚焦光的波長和消除色差。 先前的研究表明， 不同波長的光可以聚焦在不同的距離上， 通過優化納米鰭的形狀、寬度、距離和高度。 在這個最新的設計中， 研究人員創造了成對納米鰭， 可以同時控制不同波長的光的速度。 成對的納米鰭扼制器控制著變換面上的折射率，
“在設計消色差的寬頻帶透鏡方面， 最大的挑戰之一就是要確保元透鏡所有不同點的輸出波長同時到達焦點。 ”SEAS的博士後研究員， 論文的第一作者Wei Ting Chen說， “通過將兩個納米鰭結合到一個元件中， 我們可以調整納米結構材料中的光速， 以確保可見光中的所有波長都聚焦在同一個點上， 使用一個超透鏡。 與複合標準的消色差透鏡相比， 這大大降低了厚度和設計的複雜度。 ”
這項研究的作者之一亞歷山大·朱（Alexander Zhu）說：“使用我們的消色差透鏡， 我們可以進行高品質的白光成像， 這使我們更加接近將它們整合到相機等常見光學設備中的目標。
接下來， 研究人員的目標是放大鏡頭， 到直徑約1釐米。 這將打開一系列新的可能性， 例如在虛擬和增強現實中的應用。
這篇論文由Vyshakh Sanjeev， Mohammadreza Khorasaninejad， Zhujun Shi和Eric Lee合作的。 它得到了美國空軍科學研究辦公室的部分支援。 這項工作部分在納米科學中心（CNS）進行， 該中心是國家納米技術協調基礎設施（NNCI）的成員， 並且得到了國家科學基金會的支援。
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