哈佛大学研发新型消色差超透镜，解决VR和AR光学技术发展“元透镜”的瓶颈。超透镜使用纳米结构来聚焦光线，用简单的平面透镜代替笨重的曲面透镜。2018年，Capasso的团队开发了一种消色差、无失真的超透镜，适用于整个可见光谱。但这些镜头的直径只有几十微米，太小而无法用于实际的虚拟现实和增强现实(VR&AR)系统。现在，研究人员已经开发出一种直径为两毫米的消色差元透镜，可以聚焦RGB波长而不失真，并开发了用于VR和AR应用的小型显示器。该研究发表在《科学进展》上。卡帕索说：“这种最先进的镜头开辟了通往新VR平台的道路，并克服了阻碍新光学技术进步的瓶颈。”他是RobertL.Wallace应用物理学教授、SEAS电子工程VintonHayes高级研究员，也是该论文的资深作者。“使用新的设计原理，我们开发了平面透镜来取代当今光学器件中笨重的曲面透镜，”SEAS的博士后研究员、该论文的第一作者李兆义说。这是迄今为止最大的RGB消色差超透镜，展示了它可以扩展到厘米级尺寸、大规模生产并集成到商业平台中的概念。与之前开发的超透镜一样，这款镜头使用二氧化钛纳米鳍阵列来聚焦不同波长的光线并消除色差。通过以纳米阵列的形式进行设计，研究人员可以控制红光、绿光和蓝光的焦距。为了将镜头整合到VR系统中，该团队使用一种称为光纤扫描的方法开发了一种近眼显示器。使用全彩色近眼光纤扫描显示器的AR成像效果该显示器的灵感来自基于光纤扫描的内窥镜生物成像，它使用穿过压电管的光纤。当电压施加到压电管时，光纤尖端可以上下左右扫描以显示图案，形成一个小显示器。该显示器具有高分辨率、高亮度、高动态范围和广色域的特点。显示器使用穿过压电管的光纤。在VR或AR系统中，超透镜直接位于眼睛前方，显示器将位于超透镜的焦平面中。监视器扫描的图案聚焦在视网膜上，并在超透镜的帮助下形成虚拟图像。对于人眼来说，图像在AR模式下显示为风景的一部分，与我们眼睛的实际位置有一定距离。“我们已经展示了元光学平台如何帮助解决当前VR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，该团队计划进一步增加镜头尺寸，使其与当前的大规模制造技术兼容，以低成本实现大规模生产。哈佛技术开发办公室已经提交了与该项目相关的知识产权申请，并试图将其商业化。
