Металинзы — плоские поверхности с наноструктурой, фокусирующей свет, в будущем могут заменить используемые сейчас в оптических системах массивные выпуклые или вогнутые стеклянные линзы. Но для этого инженерам предстоит преодолеть ряд препятствий. Наиболее серьёзным из них является узость полосы частот оптического спектра, в которой металинзы могут функционировать эффективно.

О разработке первой метаповерхности, способной фокусировать в одной точке с высоким разрешением свет всего видимого диапазона в журнале Nature Nanotechnology сообщила команда гарвардской Школы инженерных и прикладных дисциплин (SEAS).

Даже в традиционной оптике реализовать это крайне сложно: ахроматические (лишенные цветовых искажений) объективы конструируют из многих линз, имеющих разные размеры и форму и изготовленных из разных материалов.

В отличие от таких весьма дорогостоящих объективов, созданные в SEAS металинзы очень технологичны и имеют низкую себестоимость. Они фокусируют лучи с помощью массивов наногребней (nanofins) состоящих из двуокиси титана. Форма, высота, ширина таких нановыступов и расстояние между ними определяют дальность фокусировки для световых волн определённой длины.

В новых ахроматических металинзах коэффициент преломления метаповерхности контролируется с помощью пар наногребней, параметры которых подобраны так, чтобы световые волны любой длины достигали фокусной точки одновременно.

Авторам удалось получить качественные изображения с использованием новых металинз. На очереди стоит увеличение размеров таких устройств примерно до 1 см в диаметре, что сделает актуальным внедрение металинз в камеры и другое оптическое оборудование вместо традиционных объективов.

Защитой интеллектуальной собственности, связанной с этим проектом, и изучением возможностей коммерциализации занимается Офис технологического развития (Office of Technology Development, OTD) Гарвардского университета.