美國研究人員製作出第一個（gè）能精（jīng）確聚焦的超薄平（píng）麵透鏡(flat lens)。由於其平麵特性，此裝置並沒（méi）有令一般球麵透鏡苦（kǔ）惱的光學像差（chà），因此具有定義良好的焦點（diǎn）。此透鏡的聚焦能力同時接近繞射定律所規範的物理極限。

這個透鏡是由哈佛(Harvard)大學工程與應用科學學院的研究團隊所（suǒ）完成。團隊主持人Federico Capasso表示，目前各（gè）種裝置內（nèi）的光學組件體積都（dōu）相當大，原（yuán）因是光（guāng）束（shù）必須（xū）藉由通過（guò）不（bú）同厚度的透鏡來改變形狀。對普通透鏡而（ér）言，由於光在玻璃中的速度比在空氣中低，行經（jīng）中央（yāng）較厚區所花的時（shí）間比行（háng）經周圍較薄區（qū）來（lái）得長，透鏡中各處相位（wèi）延遲的結果導致光線的折射與聚焦。但在此研究中，負責將光束塑型的是厚度僅60 nm的平麵（miàn）透鏡。

此超薄平麵透鏡的特殊之處在於它是具有納米結構的超穎表麵(metasurface)，其上布有次波長（zhǎng）間距的光（guāng）學天線(optical antenna)作為光塑型組（zǔ）件（jiàn）。這些天線為波長大（dà）小的金屬結構，在散射特定波長光線時能引入些（xiē）微相位延（yán）遲，而研究人（rén）員隻要改變天線的大小、角度以及間距便能控製超穎表麵所對應的特定波長。

Capasso表示，光學天線說穿了就是一個共振器，能儲存光稍後再釋出，過程中的延遲會造成光束方向改變，作用如同玻璃透鏡。研（yán）究人員將（jiāng）不同形狀（zhuàng）、大小及方向的天線排列成圖案，讓透鏡上的相位延遲呈放射狀（zhuàng）分（fèn）布，造成離鏡心越遠的光線折射愈嚴重，使（shǐ）入射光聚焦於（yú）精確的一點上。

此透鏡的製作方式是在矽晶圓表麵（miàn）鍍上一層（céng）納米級的黃金，接著部分剝離以留下均勻分布的V形結構(即（jí）納米天線（xiàn）)數組。此平（píng）麵透鏡設計可消除球麵像差、彗形像差及（jí）像（xiàng）散等單色（sè）像差，因此能在繞射極限內獲（huò）得精確的焦點。即使光線入射處遠離鏡心或以（yǐ）大角度入射，也不需使用複雜的（de）修正（zhèng）技術。

此透鏡最明顯的用途為攝影及顯微術，也能應用（yòng）於光纖中供成（chéng）像與醫療用途等（děng），或者是任何能取代傳統透鏡的地方。該團隊表示，雖然此透鏡現階段的聚焦效率偏低（dī），但應可藉由增加天線排列密度及改變透鏡設計予以提升。另外，此透鏡目前僅能聚焦某些特定波長的光線，不過Capasso認（rèn）為透過（guò）不同天線數組的排（pái）列有機會發展出寬帶透鏡。

該團隊在此實驗中使用了耗時的電子束微影製程（chéng）來製作透鏡，未來如（rú）欲大量生產可采用新的納米微程如納米壓印(nanoimprinting)及軟微影製程(soft lithography)，以利在可彎曲（qǔ）式基板上製作平麵（miàn）透鏡。