导电塑料中光学超表面性能可提升十倍

科技日报讯 （记者张佳欣）瑞典研究团队通过将纳米结构精心布置在平坦表面上，显著提升了导电塑料中光学超表面的性能。这是可控平面光学领域的一大进步，未来有望应用于视频全息图、隐形材料、传感器以及生物医学成像等领域。该研究成果发表于新一期《自然·通讯》杂志。

从太空望远镜、雷达系统等高科技设备，到相机镜头、眼镜等日常用品，都可见到透镜的身影。然而，玻璃透镜体积较大，要在不影响功能的前提下缩小尺寸难度颇高。使用平面透镜或许能制造出非常小的光学元件，还能开拓新的应用领域。这类透镜被称为超透镜，是光学超表面的一个典型代表。

超表面的工作原理是将纳米结构以特定图案排列在平坦表面上，使其成为光的接收器。每个接收器，或者说天线，都以特定方式捕获光线，这些纳米结构共同作用，就能按需控制光线。目前，已有由黄金或二氧化钛等材料制成的光学超表面。但一个重大挑战在于，超表面制造完成后，其功能便无法调整。业界希望超表面能具备开关功能，或者能动态改变超透镜的焦点。

2019年，瑞典林雪平大学研究团队发现，导电塑料可解决这一问题。他们发现，这种塑料在光学性能上可媲美金属，因此可用作构建超表面的天线材料。如今，同一研究团队成功将性能提升了多达10倍。通过精确控制天线之间的距离，借助集体晶格共振的现象，这些天线可协作放大光的相互作用。