科学家创造了地球上最薄的透镜，由激子实现

透镜用于弯曲和聚焦光线。普通透镜依靠其弯曲的形状来实现这种效果，但阿姆斯特丹大学和斯坦福大学的物理学家已经制作了一个只有三个原子厚的平面透镜，该透镜依赖于量子效应。这种类型的镜头可以用于未来的增强现实眼镜

曲面玻璃透镜之所以起作用，是因为光线进入玻璃时会发生折射（弯曲），离开玻璃时会再次发生折射，使物体看起来比实际情况更大或更近。两千多年来，人们一直使用曲面透镜来研究遥远行星和恒星的运动，揭示微小的微生物，并提高视力

阿姆斯特丹大学的Ludovico Guarneri、Thomas Bauer和Jorik van de Groep以及加州斯坦福大学的同事采取了不同的方法。他们使用一层称为二硫化钨（简称WS2）的独特材料，构建了一个半毫米宽、但只有0.0000006毫米或0.6纳米厚的平面透镜。这使它成为地球上最薄的透镜

透镜不是依靠弯曲的形状，而是由WS2的同心环制成，其间有间隙。这被称为“菲涅耳透镜”或“波带板透镜”，它使用衍射而不是折射来聚焦光线。环的大小和环之间的距离（与照射到环上的光的波长相比）决定了透镜的焦距。这里使用的设计将红光聚焦在距离镜头1毫米的地方

这项工作发表在《纳米快报》杂志上

量子增强

这种透镜的一个独特特征是其聚焦效率依赖于WS2内的量子效应。这些效果使材料能够有效地吸收和重新发射特定波长的光，使透镜具有更好地适应这些波长的内在能力

这种量子增强的工作原理如下。首先，WS2通过将电子发送到更高的能级来吸收光。由于材料的超薄结构，带负电的电子和它在原子晶格中留下的带正电的“空穴”通过它们之间的静电引力结合在一起，形成所谓的“激子”。

这些激子通过电子和空穴合并在一起并发出光而迅速再次消失。这种重新发射的光有助于提高透镜的效率

对于激子发出的特定波长的光，科学家们检测到透镜效率的明显峰值。虽然在室温下已经观察到了这种效果，但当冷却下来时，透镜的效率甚至更高。这是因为激子在较低的温度下工作得更好

增强现实

该镜头的另一个独特功能是，虽然穿过它的一些光线会成为明亮的焦点，但大多数光线不会受到影响。虽然这听起来像是一个缺点，但它实际上为未来的技术打开了新的大门

该论文的作者之一Jorik van de Groep解释道：“该透镜可用于不应干扰通过透镜的视野的应用，但可以利用一小部分光线收集信息。这使其非常适合用于增强现实等可佩戴眼镜。”

研究人员现在正致力于设计和测试更复杂、更多功能的光学涂层，其功能（如聚焦光）可以电动调节

范德格罗普说：“激子对材料中的电荷密度非常敏感，因此我们可以通过施加电压来改变材料的折射率。”