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進入清大奈米柱超平面透鏡 比紙還要薄
清大助理教授劉昌樺與團隊研發的新型超平面透鏡，採奈米等級柱子排列成同心圓，其中A成像最清晰。（清大提供）
〔記者洪美秀／竹市報導〕微型相機鏡頭大突破！清華大學光電所助理教授劉昌樺與美國華盛頓大學研究團隊合作，研發出不用玻璃折射成像，而是以數萬個極微小的奈米柱排列為同心圓來改變光穿透速度的超平面透鏡，厚度比紙還薄，甚至還可像貼紙一樣撕下轉貼，未來可應用在相機、手機及微創手術導管等鏡頭上。
清大表示，這項全球最薄「介電質超平面透鏡」的研究成果，登上國際頂尖期刊Nano Letters，也吸引外國媒體爭相報導，以「超超薄的平面鏡頭」、「光學鏡頭從3D變2D」、「永別了，立體玻璃鏡頭」標題形容這項重大突破。
清大指出，傳統透鏡由厚厚的玻璃鏡片構成，需打磨、拋光等製作過程，厚度往往達數個毫米。但這二、三年奈米技術和奈米光學精進，開啟人工平面透鏡「介電質超平面透鏡」的研究領域，採用半導體材料如二氧化矽來「長」成數萬微米等級柱子，排列成一圈圈同心圓的圖案，可改變光穿透的速度，達到跟傳統透鏡一樣好的效果。
劉昌樺採用創新的光學設計方法，成功把這些柱子的高度降低到奈米等級，柱高只要達直徑兩倍即可，柱子變矮了，製程更容易、更穩固，製作出的透鏡也更加輕薄。
以此方式製作出的鏡頭，直徑只有頭髮的一％；厚度僅一百九十奈米，比五萬分之一公分還要薄，創下世界最薄介電質平面透鏡的紀錄。超平面透鏡還能像貼紙一樣撕下來再貼在其他的基板上，「就像壁虎的腳能輕易地攀附並爬行在天花板上」。
劉昌樺表示，未來這套技術如獲業界採用，用半導體製程的曝光機及光罩來製作透鏡，數秒就可完成，可改變手機及相機鏡頭、放大鏡、近視眼鏡、太陽眼鏡等產品，讓儀器微型化，甚至能打造鑽進人體血管的微型醫療機器人。
清大助理教授劉昌樺與團隊研發的新型超平面透鏡，採奈米等級柱子排列成同心圓來成像。 （清大提供）
