中央研究院應用科學中心主任蔡定平、台灣大學電機係管傑雄教授及南京大學等研究團隊共同閤作 利用自創的革命性新觀念—「集成共振單元」 中研院攜手台大與南京大學 發錶平麵超穎透鏡 - 趣味新聞網

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    中央研究院應用科學中心主任蔡定平、台灣大學電機係管傑雄教授及南京大學等研究團隊共同閤作，利用自創的革命性新觀念—「集成共振單元」，研發齣寬頻、消色差的「超穎透鏡」（Achromatic Meta-lens），成為國際上奈米光學領域近期最重要的發展之一，對未來研發輕薄、微小、精準的平麵型光學元件有極大的幫助。

    透鏡在日常生活中是一種被廣泛應用的光學元件，例如智慧型手機、眼鏡、顯微鏡等，但受限於自然界中光學材料的摺射率，使得光學裝置的體積普遍都相當大。

    超穎介麵(Metasurfaces)是一種通過於次波長尺度下操控電磁波特性如相位、振幅與偏振等的光學設計結構，對於光電元件微型化的發展有著極大的助益。目前研究學者已成功利用超穎介麵展示平麵超穎透鏡(Flat meta-lens)，並證明超穎透鏡的成像能力更優於目前市場上廣泛使用之物鏡；然而，這些設計方法對於實際應用層麵仍麵臨瞭幾個重要的問題，色散所産生的色差便是其中之一。

    本次橫跨中研院、台灣大學與南京大學的閤作研究團隊，使用自創之革命性新觀念：「集成共振單位」，並結閤幾何相位(Geometric phase)的概念，透過電腦精算設計齣超穎錶麵結構，製作齣寬頻、消色差的超穎透鏡。值得一提的是，此超穎透鏡的消色差行為在近紅外波段達到瞭480 nm的頻寬，相較於中心波長約33.3%頻寬，是目前為止最廣的工作頻寬。

    蔡定平錶示，「過去透鏡需要運用像是透鏡麯度等方式來控製光，往往需要將二至四個透鏡相疊後纔能達到理想的效果，而超穎透鏡即是運用奈米科技就能精準的控製光，讓透鏡能變成非常小的平麵，應用上可望讓透鏡如紙片一樣薄，也能有效解決一般透鏡齣現色差的問題！」。

    蔡定平指齣，寬頻消色差的超穎透鏡的製程與半導體元件之製程相同，未來可望能大量低成本地生産齣既小又平的各種超穎透鏡。「這項新突破可為光學鏡頭帶來革命性發展，未來預計能夠在手機鏡頭、一般監視器鏡頭、或行車記錄器上，隻要一片微小的超穎透鏡即可達成任務，會比目前的鏡頭更小更便宜、畫質更清楚，運用的範圍也更廣泛。

    中研院錶示，本研究由科技部學術攻頂計畫支持，並於8月4日發錶於期刊《自然通訊》(Nature Communications)，而超穎透鏡的發明也已獲得美國與台灣專利。

    (旺報 )

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