研製超薄透鏡 成大光電系吳品頡三度登指標期刊
成大光電系助理教授吳品頡。圖：成功大學提供
「未來不只手機可以越做越薄，手機鏡頭也能一起變薄！」成大光電系助理教授吳品頡與研究團隊使用「超穎介面」（特殊人造材料）設計超薄平面透鏡，僅用普通透鏡的千分之一厚度就達到聚焦效果，提升傳統導電金屬奈米材料的應用價值，再透過跨領域結合智慧運算法與開發研究平臺，有助於人臉辨識系統、無人機、自駕車與掃地機器人等更精密的技術突破，實現未來更多可能。
「奈米光學」意即研究光在奈米尺度下的特性，透過改變奈米結構達到對光的操控。成大光電系助理教授吳品頡指出，在奈米光學發展下的「超穎介面」（Metasurfaces）是一種人造材料，不同於自然界中存在的原子或分子，這類人造材料需要透過半導體製程產製，因此原子與原子之間的交互作用與整體結構能被人為控制，進一步達到一般自然界材料無法做到的光學特性，符合人類對於新興科技的期待。
吳品頡團隊發表「混合式超穎原子」相關研究成果，刊於光學領域之指標性期刊Laser _ Photon。圖：成功大學提供
在近20年奈米光學的發展下，科學家們紛紛投入研發奈米級的人造元件 — 「奈米超穎介面元件」，期待能將光電元件微型化，並企圖將生活中常見的「透鏡」產品越做越小、越做越薄。
吳品頡團隊為了研發更薄的透鏡，他們不選擇聚焦效能較高但製程繁瑣的半導體或絕緣體超穎透鏡，而是著眼於金屬導電粒子的優點，克服金屬導電粒子原本聚焦效率不足的問題，混合兩種不同特徵的人造原子，並找到新的物理模型，研發出高效能超薄透鏡，以更簡易的製程、更單純的材料，提高光學效能。2022年，研究團隊以此發表研究成果，刊於光學領域之指標性期刊《Laser & Photonics Reviews》。
吳品頡說，一般常見的聚焦透鏡厚度在微米至毫米等級，但他們利用「混合式超穎原子」打造的金屬式透鏡厚度僅有350奈米。「假設一般智慧型手機鏡頭內含8至15片透鏡，只要將其中1片透鏡換成我們研發的透鏡，厚度就能減少近千倍。」這項成果將對先進光電元件與系統的開發與微型化有極大幫助。未來不只手機鏡頭，相機、AR／VR眼鏡等設備，都將有機會變得更輕薄。
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成功大學吳品頡助理教授奈米光學超薄透鏡