纳米材料显神威!Metalenses助力iGlass概念成真
传统材料制作的透镜早已逼近光学极限,单纯依靠加工工艺的提升无法进一步削减镜片厚度,不过采用纳米材料制作的新一代超薄Metalenses已经取得突破,现在可以控制多种色彩的光线了。我们知道,移动设备、VR、AR等产品都非常需要超薄透镜,所以也许不久之后,我们就有机会看到眼镜般轻薄的VR/AR眼镜了吧。最近,来自哈佛的研究团队展示了他们在纳米材料应用metalenses上面的突破,距离超薄镜片替代传统的厚重光学镜片又进一步。当然,这只是一个实验室科技,所以还存在不少问题,最重要的就是它一次只对一种色彩的光起作用。
所以,如果把它应用到手机摄像头,那我们只能用来拍摄黑白照片。幸运的是,不久之后,这个来自哈佛大学工程与应用科学的研究团队又发表了一种新材料,它能够扩展支持一段连续光谱,用色彩来表示就是蓝光波段到绿光波段。这将进一步打开这种镜片在传感器、图像等领域的应用前景。如图片所示,metalenses是由无数比头发丝更细的“纳米立柱体”组成,成分为二氧化钛。
当研究人员将它们排列成特定的阵列,它们就可以像普通镜片一样将光折射至一个共同的焦点。而与普通镜片不同的是,这种材料非常之薄。总有一天,我们可以用它制作超薄的相机、手机、/AR眼镜等电子产品。团队将继续调整这些纳米立柱体的形状和排列,他们已经消除了色差和彩边现象。
他们的终极目标就是制作出一种没有常见光学缺陷的超薄透镜,其量产成本甚至可能低于普通镜片。“这一平台将基于单步平面印刷技术,并与高产率的量产技术相兼容(例如纳米压印)。”一位博士研究生表示。Metalenses还有可能解决常规镜片在400nm波长光下的精细度问题。
不过,目前的试验品只局限于490~550nm波长光(蓝到绿),不过已经适用于一些特定用途的科学研究了。至于相机等消费电子产品,则需要它至少支持390~700nm全波段的光了。一旦成功,它将永远改写手机、VR、AR等多种电子产品形态吧。虽然VR的形势一片大好,但是距离热卖还是有着相当的差距的,根据外媒报道透漏,目前来自品牌供应商的AR(增强现实)、VR(虚拟现实)和MR(混合现实)头戴显示器的组件订单生产量仍然不足。
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