哈佛大学约翰·阿·利亚·布伦斯著
保尔森工程和应用科学学院 在2英寸玻璃晶片上制作的金属(左)和通过压电管安装的扫描光纤(右)
纤维尖端位于金属的焦距内
光沿着光纤传播，并从扫描光纤尖端发出，在那里形成显示图案
学分:李/哈佛大学 尽管在过去的几十年里，消费技术有了很大的进步，但是有一个部分仍然停滞不前，令人沮丧:光学镜头
与多年来变得更小、效率更高的电子设备不同，如今光学透镜的设计和基本物理特性在大约3000年里没有太大变化
这一挑战导致了下一代光学系统(如用于虚拟现实的可穿戴显示器)发展的瓶颈，这种系统需要紧凑、重量轻、成本低的组件
在哈佛大学约翰·阿
保尔森工程和应用科学学院(SEAS)，由费德里科·卡帕索领导的研究小组
应用物理学教授华莱士和电气工程高级研究员温顿·海斯一直在开发下一代透镜，通过用使用纳米结构聚焦光线的简单平坦表面代替笨重的曲面透镜，有望打破这一瓶颈
2018年，卡帕索的团队开发了消色差、无像差的金属镜片，适用于整个可见光谱
但是这些镜头的直径只有几十微米，对于虚拟现实和增强现实系统的实际应用来说太小了
现在，研究人员已经开发了一种两毫米的消色差金属，可以聚焦RGB(红、蓝、绿)颜色而没有像差，并开发了一种用于虚拟和增强现实应用的小型化显示器
增强现实成像结果使用全色近眼光纤扫描显示器，其显示在真实世界场景中浮动的RGB颜色虚拟图像
学分:李/哈佛大学 这项研究发表在《科学进展》杂志上
该论文的资深作者卡帕索说:“这种先进的镜头开辟了一条通向新型虚拟现实平台的道路，并克服了阻碍新光学设备发展的瓶颈。”
该论文的第一作者、博士后李说:“我们利用新的物理学和新的设计原理，研制出了一种平板透镜，取代了当今光学器件中笨重的透镜。”
“这是迄今为止最大的三原色消色金属，证明了这些镜头可以放大到厘米大小，大规模生产，并集成到商业平台上
" 像以前的金属透镜一样，这种透镜使用二氧化钛纳米纤维阵列来同等地聚焦光的波长并消除色差
通过设计这些纳米阵列的形状和图案，研究人员可以控制红色、绿色和蓝色光的焦距
为了将镜头集成到虚拟现实系统中，该团队使用一种叫做光纤扫描的方法开发了一种近眼显示器
学分:哈佛约翰A
保尔森工程和应用科学学院 该显示器受基于光纤扫描的内窥镜生物成像技术的启发，使用光纤穿过压电管
当电压施加到管上时，光纤尖端左右上下扫描以显示图案，形成小型化显示器
该显示器具有高分辨率、高亮度、高动态范围和宽色域
在虚拟现实或增强现实平台中，金属将直接位于眼睛的前方，显示器将位于金属的焦平面内
在金属的帮助下，显示器扫描的图案聚焦在视网膜上，在视网膜上形成虚拟图像
对人眼来说，在增强现实模式中，图像作为风景的一部分出现，离我们的实际眼睛有一段距离
“我们已经展示了元光学平台如何帮助解决当前虚拟现实技术的瓶颈，并有可能在我们的日常生活中使用，”李说
接下来，该团队的目标是进一步扩大镜头，使其与当前大规模制造技术兼容，以低成本进行大规模生产
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