可编程光学材料突破传统折射定律限制
2025-08-04 16:25
来源:加州大学洛杉矶分校工程技术进步研究所
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加州大学洛杉矶分校(UCLA)研究团队开发出一种新型折射函数发生器(RFG),能够通过人工设计的材料结构实现对光折射的精确控制。这项发表在《自然通讯》的研究突破了传统斯涅尔定律的限制,为光学技术带来新的可能性。折射函数编程

该研究由UCLA电子与计算机工程系Aydogan Ozcan教授领导,团队利用深度学习算法设计了特殊的三维透射层结构。Ozcan教授表示:"我们的RFG器件可以任意编程光的折射行为,这为光学系统设计开辟了新途径。"研究人员通过3D打印材料在太赫兹波段验证了这一技术,成功实现了包括负折射在内的多种复杂光波变换。

这种可编程光学材料的关键创新在于其被动式结构设计。与传统超材料不同,RFG不需要外部能量输入,仅通过精心设计的微结构就能实现光路的精确控制。研究团队证明,这种厚度仅几十个波长的器件可以有效抵抗制造缺陷和波长变化的影响。

该技术在光学计算、通信和成像领域具有潜在应用价值。共同作者Mona Jarrahi教授指出:"这种基于人工智能的设计方法可以进一步扩展,实现波长和偏振复用等更复杂功能。"研究团队计划继续优化材料性能,探索更多实际应用场景。

更多信息: Md Sadman Sakib Rahman 等人,《折射函数编程》,《自然通讯》(2025)。期刊信息: 《自然通讯》

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