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媒體報導

全球最薄透鏡 頭髮的1/100
新聞來源:中時電子報   發佈時間:2019-01-30 15:52:37

 2019-01-25 邱立雅 竹市報導

 
清華大學光電所助理教授劉昌樺與美國華盛頓大學研究團隊合作,研發出全球最薄介電質超平面透鏡,厚度比紙還薄,還可像貼紙一般撕下轉貼。此項研究成果登上了國際頂尖期刊Nano Letters,讓外媒爭相報導,不過劉昌樺笑說,這次研究起因是一次意外的錯誤。
 
傳統透鏡由厚厚的玻璃鏡片構成,需要經過打磨、拋光等昂貴製作過程,厚度往往達數個毫米。劉昌樺表示,近2、3年來奈米技術和奈米光學精進,開啟了人工平面透鏡「介電質超平面透鏡」的研究領域,並可達到跟傳統透鏡一樣好的效果,但因為構成透鏡的微細柱子高度至少得是直徑的5倍以上,又高又細的柱子很容易倒塌。
 
劉昌樺採用創新的光學設計方法,成功降低這些柱子的高度至奈米等級,柱高只要達直徑2倍即可。柱子變矮了,更方便製作、更穩固,製作出的透鏡也更加輕薄。以此方式製作出的鏡頭,直徑只有頭髮的1/100;厚度僅190奈米,比1/50000公分還要薄,創下世界上最薄介電質平面透鏡的紀錄。
 
劉昌樺笑說,在某一次實驗中,因誤設數值,但透鏡仍可有效聚光、成像,一開始他們還沒發現出錯,直到回頭檢視,才大驚「為何這樣也行?」開啟了新的研究方向。
 
外媒形容劉昌樺的研究成果是「超超薄的平面鏡頭」、「光學鏡頭從3D變2D」、「永別了,立體玻璃鏡頭」。劉昌樺說,未來透鏡輕薄化,不只改變手機及相機鏡頭、放大鏡、近視眼鏡、太陽眼鏡等,更可讓由許多鏡頭組合而成的儀器微型化,如以目鏡、物鏡、反光鏡組合而成的顯微鏡,未來甚至能打造鑽進人體血管的微型醫療機器人,「小小的光學元件改變,也可能帶動醫療領域的重大革命。」