超薄可调谐光学技术取得重大突破

为调控光线，当今普遍采用由玻璃制成的曲面透镜，其呈凹面或凸面，通过不同方式折射光线。此类透镜广泛应用于各类设备，从太空望远镜、雷达系统等高精尖仪器，到相机镜头、眼镜等日常用品。但玻璃透镜占用空间较大，且在不影响功能的前提下难以微型化。

然而，平面透镜有望实现超小型光学元件，并开拓全新应用领域。这类被称为"超透镜"的技术属于光学超表面范畴，该研究领域发展迅猛且潜力巨大，但目前仍存在技术局限。

"超表面的工作原理是在平面上以特定图案排布纳米结构，使其成为光接收器。每个接收器（或称天线）以特定方式捕获光线，这些纳米结构协同运作即可实现光线的精准操控。"林雪平大学应用物理学教授马格努斯·琼森解释道。

当前光学超表面通常采用金或二氧化钛等材料制造。但关键挑战在于超表面制造后功能无法调节，学界与工业界均提出功能需求，如实现超表面的开关控制或动态调节超透镜焦点。

2019年，琼森教授领导的有机电子实验室研究团队证实导电塑料（导电聚合物）可解决这个问题。研究表明该塑料具备金属光学特性，能作为构建超表面的天线材料。借助聚合物的氧化还原特性，纳米天线实现了开关功能切换。然而，导电聚合物超表面性能有限，无法与传统材料超表面媲美。

如今，该团队成功将性能提升高达十倍。通过精确调控天线间距，这些结构借助被称为"集体晶格共振"的共振效应增强光相互作用，实现天线间的协同增效。

"研究表明，导电聚合物构建的超表面性能已满足实际应用需求，"论文第一作者、博士后研究员林东青（音译）指出。

目前该团队已实现导电聚合物可调控天线在红外光波段的制造，但可见光波段仍有待突破。下一步将致力于开发适用于可见光谱的功能材料。