轻质柔性全息透镜铺平下一代空间望远镜之路
受巨型空间望远镜发现系外行星概念启发，研究团队正开发全息透镜，将可见光和红外星光转化为聚焦图像或光谱。实验方法可制造直径数米的轻质柔性透镜，发射时可卷起，太空中展开。
利用两束球面光波产生全息图，对记录在胶片上的衍射光栅及其对光的效应进行精细控制——要么超高灵敏度分光，要么高分辨率聚焦。研究者认为此模型适用于需极高光谱分辨率光谱学的应用，如系外行星分析。
必须发射入太空（受益于无大气阻挡视野）的望远镜，受限于聚焦光用玻璃镜的重量和体积。玻璃镜现实直径仅几米。相比之下，用于聚焦光的轻质柔性全息透镜——更准确称“全息光学元件”——可达数十米宽。此类仪器可直接观测系外行星，跨越当前基于恒星光变探测系外行星的间接方法。
“寻找地球2.0，我们真想直接成像系外行星——需看清恒星旁分离的行星。这需要高分辨率和超大望远镜。”海迪·乔·纽伯格教授说。
全息光学元件是菲涅耳透镜的改进版，后者用平面排列的同心棱镜环模拟弯曲透镜聚焦能力而无体积。菲涅耳透镜概念始于19世纪灯塔，现代玻璃/塑料菲涅耳透镜用于汽车灯、微光学、相机屏幕。
但菲涅耳全息光学元件——用两个不同距离光源曝光感光塑料胶片制成——虽不罕见，现有方法仅限于聚焦光，无法将光分解为组成颜色。
新方法允许设计者要么聚焦光到单点，要么色散成纯色光谱。用两个极近光源，产生同心光波——传向胶片时相长或相消干涉。基于访问教授梅莉·谢公式，此收敛/干涉图案可调控。印记在胶片上成全息像，视全息像结构，光通过全息光学元件或聚焦或拉伸。
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