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过去,超透镜的应用未能普及的主要原因就是色散。
不过,台
湾的“中央研究院”(简称“中研院”)、台湾大学以及大陆的南京大学三方携手,开发出的“集成共振单元”进一步解决了超透镜的色散问题。
借助这项技术,不论是相机、智能手机上的镜头都可以大幅缩小,更可能让如索尼、佳能的传统镜头厂商业绩大幅流失。
科技巨头趋之若鹜
台湾上市公司“股王”大立光是苹果最重要的镜头模组供应商,正当苹果供应链为量产 iPhone 8 忙得不可开交的时候,大立光 CTO 黄有执却忙里偷闲,领着一位研发主管进入“中研”院探刺军情。
“大立光来谈有没有合作机会,他们很关心可不可能量产、成本价格多少。
三星、Google、微软同样非常关注,看看是不是可以用在手机、VR头显、HoloLens 上。
”中研院应用科学中心主任蔡定平在接受 DT 君独家采访时透露。
图丨台湾中央研究院应用科学中心主任蔡定平(右)与南京大学介电体超晶格实验室专职研究人员王漱明(左)(图片来源:詹子娴)
为什么这项技术能让大立光如此紧张?甚至吸引全球科技巨头们的目光?
这要
先从一篇在 8 月初发表于《自然通讯》(Nature Communications)的论文谈起。蔡定平与台湾大学电机系管杰雄教授、南京大学介电体超晶格实验室专职研究人员王漱明合作,利用自创的“集成共振单元”研发出宽频、且能消除色差的超透镜(Achromatic Metalens),并在美国和台湾取得专利。
如果“消色差超透镜”听起来令人摸不着头绪,那就得先了解一下超材料(Metamaterial)、超表面(Metasurfaces)。
简单来说,
超材料是发展仅有十多年的新领域,是一种人造材料,利用金属线圈、导线、开口环式谐振器(Split-Ring Resonator,SRR)等人为的方式创造对电场及磁场的反应,
所以具有一般自然物质没有的电磁特性。
正是因为超材料的性质不是由构成的材料决定,而是取决于人工结构,所以在人为设计、控制的情况下,就能以全新的方式对光进行折射和操控,进而创造多种不寻常的光学效果,例如负折射、相位全相片、超级透镜等,甚至是科幻小说里的隐形斗篷。
图丨
隐形斗篷
随着超材料发展及演进,科学家大约在 2011 年左右开始进一步研究
超表面