科学家开发出动态超表面透镜技术

从数码相机和光纤的高带宽到LIGO的实验室设备，镜头技术在各个领域都取得了进步。如今，一种使用标准计算机芯片技术的新透镜技术正在出现，它可以取代传统曲面透镜的重材料层和复杂几何结构。

与传统透镜不同，平面透镜基于光学纳米材料，称为超平面，因此相对较轻。当超表面上的亚波长纳米结构形成特定的重复图案时，它们可以模拟折射光的复杂曲率，但是没有那么重，并且它们聚焦光的能力得到提高，同时减少了失真。然而，大多数这些纳米结构器件是静态的，因此限制了它们的功能。

开创了超透镜技术的应用物理学家费德里科·卡帕索(Federico Capasso)和早期的微机电系统开发人员、阿尔贡国家实验室纳米制造与设备组组长丹尼尔·洛佩斯灵机一动，提出了在超透镜中加入快速扫描和光束控制等动态特性以开发新应用的想法。卡帕索和洛佩兹开发了一种结合中红外光谱超透镜和微机电系统的装置，最近在《应用物理快报——光子学》杂志上报道了这一成果，该杂志隶属于美国物理联合会出版集团。

微机电系统是一种集成微电子器件的基于电路的技术，包括机械纳米结构，如致动器和致动器。从手机到安全气囊、生物传感器、电器和光学设备，微机电系统无处不在。它是用与标准计算机芯片上的集成电路相同的技术制造的。

“硅芯片上成千上万个独立控制的微机电系统透镜装置的高密度集成将使光场的控制和操纵达到前所未有的程度。”洛佩兹说。然而，他们的集成微机电系统的原型超表面透镜可以被电子控制，因此平面透镜的角度旋转是不同的，并且它可以扫描不同尺寸的焦点。