新双超透镜可根据光偏振旋转方向的变化动态调整焦距位置

近日，韩国浦项科技大学与全南科学大学的联合研究团队成功设计了一种双透镜，能够使用单个镜头在不同的成像模式之间切换。研究结果以《Bright-Field and Edge-Enhanced Imaging Using an Electrically Tunable Dual-Mode Metalens》为题发布在ACS Nano上。

双超透镜，可根据光偏振旋转方向的变化，动态调整焦距位置

通常，在拍摄物体的过程中，会采用两种不同的模式：一是正常模式，用于提取基本信息；二是边缘模式，该模式仅专注于勾勒对象的轮廓。传统上，这些模式需要单独的镜头，每个镜头都有不同的焦点。然而，为了应对最近电子设备的小型化和轻量化设计的趋势，研究人员一直在努力将这两种模式集成到单个镜头中。

在这项研究中，该团队使用超透镜解决了这个问题，超透镜可以通过电气方式动态改变其焦点。这些超透镜不考虑光的特性，由纳米级的人造结构构成。通过微调这些结构的大小、形状和旋转方向等参数，该团队成功设计了一种双模成像超透镜，能够根据光偏振旋转方向在法线模式和边缘模式之间转换。 该镜头可以通过调整施加在液晶 （LC） 层上的电压来快速调整其焦距，从而在几毫秒内（毫秒是千分之一秒）实现快速模式切换，与液晶切换的速度相匹配。

在这项研究中，该团队采用氢化非晶硅作为纳米结构，该结构以可见光区域的最小损耗而闻名，因此在红色、绿色和蓝色波长下，透镜效率分别为 32.3%、31.7% 和 20.4%。通过在单个镜头中集成两种不同的模式，该团队实现了高分辨率图像的采集。

Junsuk Rho教授解释说：“我们现在可以在生物成像等应用中快速捕获高分辨率图像，包括细胞反应和药物筛选”。此外，他非常乐观地说：“我希望这项创新能够在各个领域得到实际应用，包括智能手机、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）设备以及固定LiDAR系统。” 这项工作由机械工程系和化学工程系的Junsuk Rho教授，人工智能研究生院的Trevon Badloe，浦项科技大学（POSTECH）机械工程系的博士生Yeseul Kim和Joohoon Kim以及成均馆大学量子生物物理研究所的Inki Kim教授领导。

审核编辑：彭菁