元表面校正各种镜头的色差

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1700年代中期以来没有太大变化。1730年左右发明的复合镜片可以校正色差，使镜头在不同的光点聚焦不同波长的光。虽然有效，但这些多材料镜片体积大，价格昂贵，并且需要精密抛光或模塑以及非常小心的光学对准。现在，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：现在不是升级的时候吗?

SEAS研究人员开发了一种所谓的元校正器，这是一种纳米结构的单层表面，可以校正可见光谱中的色差，并可以整合到商业光学系统中，从简单的镜头到高端显微镜。该元校正器消除了整个可见光谱中商用透镜的色差。该设备还可用于超复杂物镜，最多可使用14个传统镜头，用于高分辨率显微镜。

这项研究在Nano Letters中有所描述。

“我们的元校正技术可以与传统的折射光学元件协同工作，以提高性能，同时显着降低系统的复杂性和占地面积，适用于各种大批量应用”，应用物理学教授Robert L. Wallace教授Federico Capasso说。和Vinton Hayes SEAS电气工程高级研究员和论文的高级作者。

在之前的研究中，Capasso和他的团队证明，间隔表面，间隔小于一个波长的纳米柱阵列，可以用来控制光的相位，幅度和偏振，并使新的超紧凑光学器件，包括平面透镜。该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，使得所有波长由元校正器带到相同的焦点。

“你可以想象光在不同的速度下以不同的速度传播，因为它在纳米柱中传播。我们设计了纳米柱，使所有这些包同时到达焦点并具有相同的时间宽度，”魏婷说。 Chen，SEAS应用物理研究助理和论文的第一作者。

“使用元校正器与传统的像差校正方法根本不同，例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，”SEAS研究生兼该研究的共同作者Alexander Zhu说。“这意味着我们可以超越镜头的材料限制并获得更好的性能。”

接下来，研究人员旨在提高高端和微型光学设备的效率。

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