一种可以替代传统屈光镜片的新型超透镜
- 研究人员提出了由金属纳米粒子和聚合物制成的下一代超透镜。
- 它有可能取代传统的折射透镜来实现光电设备和便携式成像系统。
微型光学元件用于各种成像仪器，从广角相机到多功能内窥镜。超透镜是这种紧凑型光学元件的新兴平台之一。
然而，超透镜受到其特性及其复杂且昂贵的制造的限制。他们不能轻易地对三维物体成像或在没有物理运动的情况下调整它们的焦点。
由于超透镜的构建块是由硬质材料制成的，它们一旦制成就不能改变形状。在任何材料系统中，都很难按需配置纳米级特征以实现超透镜中的可调聚焦。
这就是为什么西北大学的研究人员提出了由金属纳米粒子和聚合物制成的下一代超透镜，该聚合物有可能取代传统的折射透镜来实现光电设备和便携式成像系统。
Metalens 是由什么制成的？
本研究中开发的多功能成像平台基于由银纳米粒子制成的完全可重构的超透镜。它可以在每次成像期间从单焦镜头发展为多焦镜头，在给定的可编程 3D 位置形成两个或多个图像。
参考：ACS Nano | doi:10.1021/acsnano.9b00651 |西北大学
为了制造这些透镜，研究人员使用了圆柱形银纳米颗粒阵列和一块聚合物，它们排列在金属阵列顶部的块中。人们可以很容易地控制这些块的排列，使纳米颗粒阵列将光引导到任何目标焦点上，而不会改变纳米颗粒的结构。
晶格共振启用可重构超透镜成像|研究人员提供
上图显示了基于两种相元素形成方形晶格的元透镜结构：暴露在空气中的银纳米粒子和被薄介质块覆盖的相同纳米粒子。
研究人员使用晶格演化算法通过有限差分时域模拟测量的电场数据调整两个构建块的排列，从而为目标焦点开发表面晶格共振超透镜。图b表明，溶剂辅助纳米尺度压花（SANE）可以重排元透镜。
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这种灵活的技术允许制造商在单个擦除和写入步骤中生产大量透镜结构，而不会在多次擦除-写入循环后降低其特性。它还可以通过软弹性体掩模将先前形成的聚合物重组为另一种目标图案。
工业技术