告别弯曲透镜:新型透镜是扁平的

有一天它可以印刷在柔性塑料上,用于纤薄、可弯曲的小工具

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形状柔和弯曲的扁豆是形状相似的透镜的名称由来。然而,未来的相机可能会依靠扁平透镜来聚焦光线。物理学家在平面透镜方面取得了重大进展,这种透镜可以散射和弯曲光线,而无需凸起。

当我们梦想着可以卷起来或滑入口袋的智能手机时,实验室研究人员已经在柔性电路、电池和显示器方面取得了进展。然而,毫米厚的相机镜头成为了障碍,尤其是在需要矫正镜片来克服缺陷以避免产生模糊图像的情况下。

2012年,物理学家兼工程师费德里科·卡帕索和他在哈佛大学的同事推出了一种简陋的扁平超薄透镜,这是一项重大突破。尽管缺乏曲率,但这种玻璃薄片可以通过微小的硅脊来聚焦光线,这些硅脊密集而精确地排列,以特定的、计算好的方向弯曲入射波(上图)。但这种透镜只能在一种颜色的波长下工作——而且精度不高。


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最新的版本于2月份在《科学》杂志上在线详细介绍,已经超越了概念验证阶段:它可以完美地聚焦红色、绿色和蓝色光,这些光可以组合起来产生彩色图像。该团队此后制作了一个更大的原型,“它的工作原理与预测完全一致,”卡帕索说。这种透镜可以减少摄影、显微镜和天文设备的体积和成本。而且有一天它们可以印刷在柔性塑料上,用于纤薄、可弯曲的小工具。科学家们正在与谷歌和其他科技公司洽谈。谷歌[x]的首席光学架构师伯纳德·克雷斯说,这种低调的透镜将对新型紧凑、轻便的显示器和成像系统非常有用。

问题是,如果它看起来不像扁豆,还能称之为透镜吗?

Prachi Patel 是一位居住在匹兹堡的自由撰稿人。她撰写关于能源、材料科学、纳米技术、生物技术和计算的文章。

更多作者:Prachi Patel
大众科学杂志 第312卷 第5期本文最初以“透镜降临”为标题发表于大众科学杂志 第312卷 第5期 (), 第22页
doi:10.1038/scientificamerican0515-22b
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