Точное управление светом имеет ключевое значение в оптической визуализации, зондировании и связи. Однако традиционные линзы, используемые для этих целей, имеют свои ограничения и требуют более точных и компактных решений. В ответ на эту потребность, исследователи представили металинзы — это ультратонкие линзы, изготовленные из наноматериалов, размером меньше длины волны света. Эти субволновые элементы обеспечивают возможность манипулировать световыми волнами с выдающейся точностью, что позволяет точно контролировать амплитуду, фазу, поляризацию и направление световых волн.

Однако, несмотря на множество преимуществ, металинзы также чувствительны к хроматической аберрации - явлению, при котором разные цвета и длины волн света не фокусируются в одной точке, что приводит к потере четкости и качества изображения.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Advanced Photonics Nexus, исследователи представили новый метод создания широкополосных ахроматических металинз (BAPIML), которые нечувствительны к поляризации. Их метод основывается на критерии Рэлея для разрешения пятна, который используется в оптике для определения минимального разрешаемого размера деталей в системах визуализации. Вместо того, чтобы использовать этот принцип для точного разрешения точечных источников света, исследователи применили его для создания двух взаимодополняющих металинз, способных объединять свет в одно фокусированное пятно.

Исследователи использовали наноребра из материала с фазовым переходом Ge2Sb2Se4Te1, чтобы создать два таких элемента. Один из них работал как полуволновая пластина для длины волны 4 мкм, а другой — для длины волны 5 мкм. Эти элементы позволили объединить яркие пятна света в одно фокусированное пятно с высокой эффективностью, практически нейтрализуя хроматическую аберрацию.

Этот метод разработки открывает новые перспективы для создания линз и оптических устройств, которые могут лучше справляться с различными видами света без искажений. Это может привести к усовершенствованным оптическим системам для множества приложений, включая молекулярное зондирование, биоизображение, детекторы и голографические дисплеи.