凯斯西储大学 金属折射光线的例子
信用:朱塞佩斯特朗。卡帕索 500多年来，人类已经掌握了折射光线的艺术，通过将玻璃制成透镜，然后弯曲或组合这些透镜来放大和清晰图像，无论是近距离还是远距离
但在过去十年左右的时间里，由哈佛大学科学家费德里科·卡帕索(Federico Capasso)领导的一个小组已经开始改造光学领域，设计了平面光学元表面，采用数百万个微小的、微观上薄而透明的石英柱阵列，以与玻璃透镜几乎相同的方式衍射和塑造光的流动，但没有自然限制玻璃的像差
2019年，该技术被世界经济论坛(WEF)评为十大新兴技术之一，该论坛指出，这些越来越小、越来越清晰的镜头将很快出现在照相手机、传感器、光纤线路和医疗成像设备(如内窥镜)中
据《WEF》报道，“将手机、电脑和其他电子设备使用的镜片做得更小已经超出了传统玻璃切割和玻璃弯曲技术的能力。”
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这些微小、薄而平的透镜可以取代现有的大块玻璃透镜，使传感器和医疗成像设备进一步小型化
" 让金属元素“可重构” 现在，凯斯西储大学物理学教授朱塞佩·斯特朗和哈佛大学的合作者已经朝着让这些“金属”更有用的方向迈出了一步——通过使它们可重构
朱塞佩·斯特朗查看金属阵列
信用:朱塞佩斯特朗。卡帕索 斯特兰吉说，他们通过利用纳米尺度的力渗透到这些微观柱子之间的液晶中，使它们能够以全新的方式塑造和衍射光线——“调整”聚焦能力
液晶特别有用，因为它可以被热、电、磁或光操纵，这为柔性或可重构透镜创造了潜力
“我们认为，这有望彻底改变自16世纪以来我们所知的光学，”斯特朗说，他在凯斯西储大学的纳米等离子体实验室研究“极端光学”和“光与物质在纳米尺度上的相互作用”等问题
斯特兰吉说，直到最近，一旦玻璃透镜被塑造成刚性曲线，它只能以一种方式弯曲光线，除非与其他透镜结合或物理移动
金属改变了这一点，因为它们允许通过控制光的相位、振幅和偏振来设计波前
现在，通过控制液晶，研究人员已经能够将这些新类别的金属转向新的科学和技术努力，以产生可重构的结构光
斯特朗说:“这只是第一步，但是使用这些镜头有许多可能性，对这项技术感兴趣的公司已经联系了我们。”
宣布这一突破的论文发表在8月初的《国家科学院院刊》上
斯特兰吉与美国和欧洲的其他几名研究人员合作，包括凯斯西储的研究员安德鲁·林宁格和乔纳森·博伊德；意大利卡拉布里亚大学的乔万娜·巴勒莫；还有卡帕索、朱和朴俊秀
哈佛大学保尔森工程和应用科学学院
Lininger说，当前元曲面应用的部分问题是它们的形状在生产时是固定的，但是“通过在元曲面中实现可重构性，这些限制可以被克服
" 卡帕索是平面光学研究领域的先驱，他在2014年首次发表了关于金属的研究，他认为斯特朗的想法是用液晶渗透到金属中，并表示这一创新代表着向更大的目标迈出了一步
卡帕索说:“我们能够用超过1.5亿个纳米级直径的玻璃柱制成的最先进的金属材料可再现地渗透液晶，并显著改变它们的聚焦特性，这预示着未来可重构平板光学将会出现令人兴奋的科学和技术。”
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