科技日報記者 張佳欣
瑞典研究團隊通過將納米結(jié)構(gòu)精心布置在平坦表面上，顯著提升了導(dǎo)電塑料中光學(xué)超表面的性能。這是可控平面光學(xué)領(lǐng)域的一大進(jìn)步，未來有望應(yīng)用于視頻全息圖、隱形材料、傳感器以及生物醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域。該研究成果發(fā)表于新一期《自然·通訊》雜志。
從太空望遠(yuǎn)鏡、雷達(dá)系統(tǒng)等高科技設(shè)備，到相機鏡頭、眼鏡等日常用品，都可見到透鏡的身影。然而，玻璃透鏡體積較大，要在不影響功能的前提下縮小尺寸難度頗高。使用平面透鏡或許能制造出非常小的光學(xué)元件，還能開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域。這類透鏡被稱為超透鏡，是光學(xué)超表面的一個典型代表。
超表面的工作原理是將納米結(jié)構(gòu)以特定圖案排列在平坦表面上，使其成為光的接收器。每個接收器，或者說天線，都以特定方式捕獲光線，這些納米結(jié)構(gòu)共同作用，就能按需控制光線。目前，已有由黃金或二氧化鈦等材料制成的光學(xué)超表面。但一個重大挑戰(zhàn)在于，超表面制造完成后，其功能便無法調(diào)整。業(yè)界希望超表面能具備開關(guān)功能，或者能動態(tài)改變超透鏡的焦點。
2019年，瑞典林雪平大學(xué)研究團隊發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)電塑料可解決這一問題。他們發(fā)現(xiàn)，這種塑料在光學(xué)性能上可媲美金屬，因此可用作構(gòu)建超表面的天線材料。如今，同一研究團隊成功將性能提升了多達(dá)10倍。通過精確控制天線之間的距離，借助集體晶格共振的現(xiàn)象，這些天線協(xié)作放大光的相互作用。
