星期二, 1月 16

超透鏡(metalenses) - 能改變笨重的攝影鏡頭的新技術

隨著科技及工程技術的進展,我們可以製造更精密及更輕巧的器材。哈佛大學一組研究團隊,最近在《自然-奈米技術》( Nature Nanotechnology )上發表了一篇文章,說明他們的研究 - 超透鏡(metalenses) 有望大幅縮小傳統光學鏡頭的尺寸。



傳統鏡頭
當試圖聚焦整段可見光時,會面臨所謂的「色差現象」( chromatic aberrations )的問題。因為可見光的波長介於 390 ~ 700 nm 。當不同波長的光通過鏡片時,在介質中會有不一樣的速度,而使得不同顏色的光在不同的時間抵達,而產生色差。

而傳統鏡頭為處理這現象,會鍍上不同質材、厚度的鏡片去抵消色差現象。但往往會使得鏡頭變得更重、尺寸更大,而且加工過程亦十分複雜。

超透鏡(metalenses)
哈佛研究團隊以二氧化鈦( titanium dioxide )作為材料,再利用奈米技術成功製造出革命性的超薄鏡片。這鏡片只有一張紙的厚度,它既可聚焦整段可見光波長的光線,而且可以同時間抵達焦點,避免了色差現象。

文章的發表者 費德里科·卡帕索( Federico Capasso )解釋:「超透鏡對比起傳統鏡頭,不但更加輕薄,而且易於製造。而這項研究亦突破了過去試圖聚焦可見光的問題,將是光學技術的一大進展。」

未來應用
儘管這項技術仍在起跑階段,但由超薄鏡頭所提供的影像質素已完勝傳統鏡頭。而因為其尺寸及精簡的設計,將會大幅改善過去光學鏡頭難以大量生產的問題。研究團隊目前正嘗試將鏡頭應用在一般的光學設備上。哈佛已經將這一項目的IP授權給了一家初創公司,如此可見,未來這種技術的商用非常可行。
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