各种镜片色差的超曲面校正

今天的光学系统——从智能手机相机到尖端显微镜——使用的技术自18世纪中期以来没有太大变化。复合透镜是在1730年左右发明的。它可以校正色差，使镜头可以将不同波长的光聚焦在不同的点上。虽然有效，但是这些多材料透镜体积大且昂贵，并且需要精确的抛光或模制以及非常仔细的光学对准。现在，来自哈佛大学约翰保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的一组研究人员问：难道不是升级的时候了吗？

SEAS的研究人员开发了一种所谓的meta-corrector，这是一种具有纳米结构的单层表面，可以校正可见光谱中的色差，并可以集成到商业光学系统中，从简单的镜头到高端显微镜。这种元素校正器消除了商用镜头在整个可见光谱范围内的色差。该设备还可用于超复杂的物镜，高分辨率显微镜的14个传统透镜。

这项研究在《纳米快报》上有所描述。

Rodua L Wallace应用物理学教授Federico Capasso表示：“我们的元校正技术可以与传统的折射光学元件配合使用，提高性能，同时显著降低系统的复杂性和占地面积，适合各种大规模应用。以及电气工程高级研究员、论文高级作者文顿海斯SEAS。

在之前的研究中，卡帕索和他的团队证明了间隔表面，即间距小于一个波长的纳米柱阵列，可用于控制光的相位、振幅和偏振，并制作新的超紧凑光学器件，包括平面透镜。这项研究使用相同的原理来调节和控制每个纳米柱的有效折射率，使所有波长被元校正器带到相同的焦点。

“你可以想象光以不同的速度传播，因为它在纳米柱中传播。我们设计了纳米柱，以便所有这些数据包同时到达焦点，并具有相同的时间宽度，”魏婷说。陈，应用物理研究助理，论文第一作者。

“使用meta-corrector从根本上不同于传统的像差校正方法，如级联折射光学元件或使用衍射元件，因为它涉及纳米结构工程，”的研究生、该研究的合著者Alexander Zhu说。“这意味着我们可以超越镜头的材料限制，获得更好的性能。”

接下来，研究人员的目标是提高高端和微型光学设备的效率。

哈佛大学技术开发办公室已经保护了与该项目相关的知识产权，并正在探索商业化机会。

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