Traditionella linser – som de som finns i glasögon – är skrymmande, tungt och bara fokuserat ljus över ett begränsat antal våglängder. En ny, ultratunna metaller utvecklade av forskare vid University of California, Berkeley, använder en mängd små, anslutna vågledare som liknar ett fisknät för att fokusera ljus vid våglängder som sträcker sig från det synliga till det infraröda med rekordhög effektivitet.

Till skillnad från traditionella linser, metalens är platt och kompakt och kan göras tillräckligt liten för att passa in i allt mer miniatyriserade enheter. Utvecklingen kan leda till spelförändrande framsteg inom solenergi, virtuell verklighetsteknik, medicinsk bildbehandling, informationsbehandling med ljus och andra applikationer som är beroende av optik.

"Vi har övervunnit vad som betraktades som en grundläggande vägspärr, " sa studiens huvudutredare Boubacar Kanté, docent i elektroteknik och datavetenskap vid UC Berkeley och fakultetsforskare vid Lawrence Berkeley National Laboratory. "Detta är, helt enkelt, den smalaste, Mest effektiva, platta lins med bredband i världen."

Den nya tekniken, heter "Fishnet-Achromatic-Metalens (FAM), " beskrivs i en studie som publicerades online den 25 juni i tidskriften Naturkommunikation .

Även om många metoder har föreslagits för att implementera platta linser under det senaste decenniet, ankomsten av de nya metalens är första gången denna kombination av egenskaper har uppnåtts.

Teamet visade förmågan hos dess nät-akromatiska metaller att fånga 70 % av inkommande ljus i frekvenser från 640 nanometer (rödorange ljus) till 1, 200 nanometer (infrarött ljus). Ljus som kommer in i fisknätets metaller inom det breda oktavbandet av våglängder skulle fokuseras på en enda punkt på andra sidan av linsen.

"Vi är mycket glada över dessa resultat eftersom många applikationer krävde samtidig behandling av flera våglängder i ett brett spektrum, ", sa Kanté. "Detta är fallet för solenergiapplikationer där vi behöver fokusera alla ljusfärger för effektiva solceller eller solkoncentratorer."

Ett bra nästa steg, Kanté sa, skulle vara att utveckla processer som skulle kunna möjliggöra större produktion.