首次生產出能夠準確呈現顏色的平面望遠鏡鏡片，從而提供了一種製造體積更小、可以更便宜地送入太空的鏡片的方法。
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第一個望遠鏡使用透鏡，稱為折射望遠鏡。小型儀器——無論是業餘天文學家還是熱衷於觀察遙遠山脈或監視鄰居的人們——仍然大多采用這種方式製造。然而，大多數大型儀器 - 從更嚴肅的業餘愛好者的後院範圍到探索宇宙——現在採用牛頓彎曲鏡（反射鏡）的方法。
這是因為，隨著鏡頭變得更寬以捕捉更多光線，它們也變得更笨重。在所有玻璃的成本以及保持和運輸重量的挑戰之間，帶有鏡頭的望遠鏡通常太昂貴並且在相當小的尺寸上不方便。拉傑什·梅農教授猶他大學領導的一個團隊可能有辦法改變這一現狀，至少對於天基儀器來說是這樣。
傳統的折射鏡片利用其曲率來彎曲光線。啟發望遠鏡的改變世界的洞察力是可以連續使用兩個鏡頭來創建遠處物體的放大圖像。鏡頭越寬，捕捉到的光線就越多，使我們能夠看到肉眼無法看到的微弱物體；而較厚的鏡片可以實現更大的光線彎曲，從而提高放大倍率。
除了折射和反射之外，光還可以通過衍射改變其路徑，這意味著還有第三種方式來聚焦圖像。例如，菲涅耳波帶片 (FZP) 通過衍射同心脊進行聚焦，但顏色輸出高度失真。
普通鏡頭以稍微不同的角度折射不同的顏色，在圖像周圍產生色環，但 FZP 在這方面要差得多，只能有效地放大它們優化的波長。顏色告訴我們很多關於我們所觀察的物體的性質，這是一個主要問題，遠遠超出了漂亮圖像的損失。儘管一種衍射透鏡已用於天文學，但它僅對橙色和紅色光有效，存在很大的局限性。
Menon 和合著者在玻璃晶圓上繪製了 20,000 個衍射環圖案，從而可以將一系列波長一起放大。這些環的間距小於它們彎曲的波長，並且需要近乎完美的定位，但精細製造的進步使得這比以前更加可行。光線在透鏡上作用，產生像 CD 上的顏色，這並不奇怪，因為它們也有足夠薄的環來產生衍射光，儘管方式不那麼精確。
從鏡頭表面反射的光線會像 CD 一樣產生彩虹色，但精度要高得多。
圖片來源：猶他大學梅農實驗室
“在從可見光到近紅外的非常大的帶寬上模擬這些鏡頭的性能，需要解決涉及非常大的數據集的複雜計算問題，”猶他大學的主要作者 Apratim Majumder 博士在一份報告中說道。陳述。
該團隊使用直徑為 100 毫米（4 英寸）的鏡頭展示了該方法的可行性（在國內市場上反射鏡往往會取代折射鏡），並拍攝了太陽和月亮的圖像。至關重要的是，當安裝在較厚的背襯上時，衍射是通過最高 2.4 μm 高的環實現的，比人的頭髮絲薄得多。 “一旦我們優化了鏡片微結構的設計，所涉及的製造過程就需要非常嚴格的過程控制和環境穩定性，”Majumder 說。
該鏡頭證明了其適用於除最深紫羅蘭色以外的所有可見波長，甚至稍微適合紅外線。
然而，該團隊還有更大的野心。 Majumder 說：“我們的演示是創造超大孔徑輕型平面透鏡的墊腳石，該透鏡能夠捕獲用於空基和太空望遠鏡的全彩圖像。”
將物體送入太空時，每一克都很重要，而氣球或飛機上飛行的望遠鏡則需要緊湊。儘管反射望遠鏡比類似尺寸的折射望遠鏡輕得多，但它們在大尺寸時仍然變得很重。此外，次鏡產生的扭曲或主鏡的缺陷意味著它們有自己的缺點，而這些衍射透鏡可以避免這些缺點。
梅農在一份報告中表示：“如果成功，這些平面透鏡可能會帶來更簡單、更便宜的機載和天基成像系統，用於天文學和地球觀測。”附帶文章。
他告訴 IFLScience，該團隊的成員是： “研究更大的平面透鏡。我相信它們將變得可行，但我們需要時間才能使製造成本比鏡子便宜得多”，使這些透鏡對業餘天文學家具有競爭力。然而，梅農補充道，“但當然我可能錯了。”
論文發表在期刊上應用物理快報。
