平面可调光学技术取得重大进展

为控制光线，当今使用由玻璃制成的曲面透镜，这些透镜通常呈凹面或凸面，能以不同方式弯折光线。从太空望远镜和雷达系统等高技术设备，到相机镜头和眼镜等日常用品，均可找到此类透镜。但玻璃透镜占用空间，且难以在保持功能的前提下缩小尺寸。

然而借助平面透镜，则有望制造微型光学元件并开拓新的应用领域。这类透镜被称为超透镜，属于光学超表面的范畴——该研究领域发展迅猛且潜力巨大，尽管当前技术仍存在局限。

"超表面的工作原理是在平面上以特定图案排布纳米结构，使其成为光的接收器。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按需调控光线，"林雪平大学应用物理学教授马格努斯·琼森解释道。

目前存在由金或二氧化钛等材料制成的光学超表面。但主要挑战在于超表面功能无法在制造后调节。学界与产业界均提出功能需求，例如实现超表面的开关控制或动态调节超透镜焦点。

2019年，马格努斯·琼森在有机电子实验室的研究团队证实导电塑料（导电聚合物）可解决这一难题。他们证明这种塑料在光学上能发挥金属功能，可用作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。然而导电聚合物超表面的性能此前有限，无法与传统材料超表面媲美。

如今，该团队成功将性能提升达十倍。通过精确调控天线间距，纳米结构可借助名为"集体晶格共振"的效应相互增强光相互作用。

"我们的研究表明，导电聚合物制成的超表面有望提供满足实际应用需求的高性能，"研究第一作者、课题组博士后董庆林（音）表示。

目前该团队已实现红外光可控聚合物天线的制备，但尚未拓展至可见光波段。下一步将开发适用于可见光谱的功能材料。