日本理化學研究所正在開發(fā)只要改變光的偏振就能實現(xiàn)變焦的焦距可變透鏡。

日本理化學研究所光量子光學研究中心光子操作功能研究組的田中拓男領導的國際共同研究小組開發(fā)出了一種利用光的偏振控制焦距的透鏡。本研究成果有望對超小型數(shù)碼相機、光學顯微鏡、光學傳感器等小型高性能光學儀器的開發(fā)做出貢獻。

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可以在光偏振方向上控制焦距的超透鏡

此次，國際共同研究小組成功開發(fā)出只要改變入射光的偏振方向，就能改變焦距的透鏡。透鏡是由比光的波長還要細小的納米級人工構造構成的透鏡，厚度只有750納米的極薄透鏡。他們將構成該透鏡的納米結構設計成只對特定光的偏振作出響應，通過改變光的偏振方向，成功地實現(xiàn)了透鏡的焦距的自由變化。

到目前為止，能夠改變焦距的鏡頭主要是由多枚鏡片組成光學系統(tǒng)，通過機械改變鏡片之間的距離來確定有效焦距。隨著光學系統(tǒng)的復雜化和大型化，有這樣的課題。國際共同研究小組利用只對特定光的偏振做出響應的納米結構，開發(fā)出了只要改變光的偏振就能改變焦距的新型焦距可變透鏡。

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變焦距超透鏡結構

在該可變焦距透鏡中，具有僅對具有特定方向偏振的光作偏振響應的各向異性特性的納米結構。該納米結構由長方體的氮化鎵(GaN)構成，如果寬度(W)和深度(L)等尺寸發(fā)生變化，就可以改變光波照射時賦予光波的相位(圖1a)。此外，通過在特定方位排列W和L不同的非對稱結構，可以僅對某一方向的偏振施加相位偏差。

如果利用該技術的鏡頭得以投產，也許智能手機的相機將會實現(xiàn)飛躍性的進化。用這個技術，能實現(xiàn)什么程度的畫質也令人期待。

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