美國(guó)研究人員制作出第一��(gè)能精確聚焦的超薄平面透鏡(flat lens)。由于其平面特��，此裝置并沒有令一般球面透鏡苦惱的光��(xué)像差，因此具有定義良好的焦點(diǎn)。此透鏡的聚焦能力同��(shí)接近繞射定律所��(guī)范的物理極限��

　　這��(gè)透鏡是由哈佛(Harvard)大學(xué)工程與應(yīng)用科��(xué)��(xué)院的研究��(tuán)��(duì)所完成。團(tuán)��(duì)主持人Federico Capasso表示，目前各種裝置內(nèi)的光��(xué)組件體積都相��(dāng)��，原因是光束必須藉由通過不同厚度的透鏡來改變形狀。對(duì)普通透鏡而言，由于光在玻璃中的速度比在空氣中低，行��(jīng)中央較厚區(qū)所花的��(shí)間比行經(jīng)周圍較薄區(qū)來得��(zhǎng)，透鏡中各處相位延遲的��(jié)果導(dǎo)致光線的折射與聚��。但在此研究��，負(fù)��(zé)將光束塑型的是厚度僅 60 nm的平面透鏡��

　　此超薄平面透鏡的特殊之處在于它是具有納米結(jié)��(gòu)的超穎表��(metasurface)，其上布有次波長(zhǎng)間距的光��(xué)天線(optical antenna)作為光塑型組件。這些天線為波��(zhǎng)大小的金屬結(jié)��(gòu)，在散射特定波長(zhǎng)光線��(shí)能引入些微相位延遲，而研究人員只要改變天線的大小、角度以及間距便能控制超穎表面所��(duì)��(yīng)的特定波��(zhǎng)��

　　Capasso表示，光��(xué)天線說穿了就是一��(gè)共振器，能儲(chǔ)存光稍后再釋��，過程中的延遲會(huì)造成光束方向改變，作用如同玻璃透鏡。研究人員將不同形狀、大小及方向的天線排列成圖案，讓透鏡上的相位延遲呈放射狀分布，造成離鏡心越��(yuǎn)的光線折射愈��(yán)��，使入射光聚焦于精確的一��(diǎn)上��

　　此透鏡的制作方式是在硅晶圓表面鍍上一層納米級(jí)的黃��，接著部分剝離以留下均勻分布的V形結(jié)��(gòu)(即納米天��)��(shù)組。此平面透鏡��(shè)��(jì)可消除球面像��、彗形像差及像散等單色像��，因此能在繞射極限內(nèi)獲得精確的焦��(diǎn)。即使光線入射處��(yuǎn)離鏡心或以大角度入射，也不需使用��(fù)雜的修正技��(shù)��

　　此透鏡最明顯的用途為攝影及顯微術(shù)，也能應(yīng)用于光纖中供成像與醫(yī)療用途等，或者是任何能取代傳��(tǒng)透鏡的地��。該��(tuán)��(duì)表示，雖然此透鏡��(xiàn)階段的聚焦效率偏低，但應(yīng)可藉由增加天線排列密度及改變透鏡��(shè)��(jì)予以提升。另��，此透鏡目前僅能聚焦某些特定波長(zhǎng)的光��，不過Capasso��(rèn)為透過不同天線��(shù)組的排列有機(jī)��(huì)��(fā)展出寬帶透鏡��

　　該團(tuán)��(duì)在此��(shí)��(yàn)中使用了耗時(shí)的電子束微影制程來制作透鏡，未來如欲大量生��(chǎn)可采用新的納米微程如納米壓印 (nanoimprinting)及軟微影制程(soft lithography)，以利在可彎曲式基板上制作平面透鏡。詳見Nano Lett.|DOI: 10.1021/nl302516v��