據(jù)麥姆斯咨詢報道，哈佛大學John A. Paulson工程與應用科學學院的研究人員開發(fā)了一種被稱為超透鏡的新型超表面，采用非常深且窄的納米孔而不是非常高的納米柱來匯聚光線。
英國知名研究公司IDTechEx在最新的《超材料和超表面技術及市場-2021版》報告中介紹，超材料是指一些具有人工設計的結構并呈現(xiàn)出天然材料所不具備超常物理性質的復合材料。超材料通常涉及重復圖案化的結構（通常是金屬），并能以過去無法實現(xiàn)的方式控制電磁輻射。目前，大多數(shù)超表面都使用大規(guī)模納米柱來匯聚、整形和操縱光線。
納米柱越高，光通過納米結構所需要的時間就越長，從而為超表面提供了對各種顏色光的更全面控制。
多孔超透鏡的藝術圖，在薄的晶體硅膜上刻蝕了1250多萬個納米孔。入射光波前被多孔結構調制，產(chǎn)生衍射極限焦點。
具有1200多萬個針狀孔的新型超表面
在這項發(fā)表在Nano Letters上的研究中，作者展示了這種新型超表面，在一片5微米的硅膜上構建了1200多萬個針狀納米孔。
這篇論文稱，這些長而窄的針狀孔的直徑只有幾百納米，深寬比接近30:1。這是首次在超光學元件中使用具有極高深寬比的孔。
據(jù)這篇論文的高級作者Federico Capasso介紹，該超表面方案可用于開發(fā)大型消色差超透鏡，將不同顏色的光聚焦到同一焦點，為新一代極高深寬比的平面光學元件鋪平了道路。
超透鏡
同時，哈佛大學工程與應用科學學院研究生、論文共同一作Daniel Lim表示，如果試圖用這種深寬比（對應的高寬比）來制作的納米柱，“它們很可能會倒塌下來”。
他補充說，這種多孔平臺提高了光學納米結構的深寬比，同時不會犧牲其機械強度。并且，與尺寸隨聚焦光而變化的納米柱類似，這種多孔超透鏡包括位于2毫米直徑透鏡上尺寸變化的孔。所述孔尺寸的變化使光朝透鏡焦點彎曲。
這篇論文的合著者、博士后Maryna Meretska表示，從本質上講，這種多孔超表面通過在寬泛的參數(shù)空間內調制光的“限制和傳播”為超透鏡設計打開了新維度，并開發(fā)新功能。
Maryna Meretska補充說，可以采用非線性光學材料填充納米孔，從而實現(xiàn)光的多波長生成和操縱，或者用液晶主動調制光的特性。
采用傳統(tǒng)半導體工藝和標準材料
這種超透鏡采用傳統(tǒng)半導體工藝和標準材料而制造，未來可以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
哈佛技術開發(fā)辦公室已經(jīng)為相關研究申請了知識產(chǎn)權保護，并正在積極探索更多的商業(yè)化機會。
NILT自主設計的超透鏡及原型制作
據(jù)麥姆斯咨詢此前報道，2021年9月，總部位于丹麥哥本哈根的先進光學解決方案領先供應商NIL Technology（簡稱：NILT），發(fā)布了具有突破性性能的超透鏡光學元件的設計和特性，并展示了94%的效率。
NILT首次演示了集成單個超表面透鏡的940 nm近紅外成像鏡頭，這種設計的目標應用是智能手機中的3D傳感、人臉識別以及汽車駕駛員監(jiān)控。
NILT表示，其單個超透鏡，命名為1M，這款超光學元件（MOE）在形態(tài)、性能、尺寸和效率方面均具有革命性意義，并驗證了MOE相比傳統(tǒng)折射透鏡的獨特優(yōu)勢，測試結果展現(xiàn)了“94%的絕對效率”（即到達焦點的能量除以原始入射能量）。
NILT開發(fā)的MOE賣點是通過電子束光刻技術和納米壓印光刻技術實現(xiàn)的自主原型制作能力，“使NILT能夠比任何其他公司更快地原型化MOE并實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。”
