提起透鏡，很多人都不陌生。無論是我們平常戴的眼睛，還是拍照攝像用的鏡頭，亦或老年人用的放大鏡，它們都屬於透鏡。但是，這些透鏡不是凹透鏡，就是凸透鏡。又有誰聽說過平面透鏡呢？
而就在近日，美國哥倫比亞大學華人學者虞南方領導的研究團隊研製出一種厚度只有1微米的超薄平面透鏡，有望大幅降低光學器件的尺寸和重量,平面透鏡上分佈著很多“超像素”
日常生活中，我們用到的透鏡都是球面透鏡，一般由光學玻璃、光學晶體、光學樹脂等光學材料製作而成。它利用光學折射原理，採用不同材料、不同球面以及不同空間位置，來實現對光線的控制。
而光又分為單色光和複色光，簡單地說，單色光就是一種顏色的光，複色光（比如太陽光）則是由多種顏色的光混合而成。
由於不同顏色的光通過不同介質和結構時速度不一樣，因此複色光通過稜鏡會分解成單色光，這種現象被稱為光的色散。雨後出現的彩虹就是太陽光沿著一定角度射入空氣中的水滴後，由折射和反射造成的一種比較複雜的色散現象。
由於這種現象的存在，普通透鏡就無法同時聚焦不同顏色的光，進而發生色差。目前大部分相機等成像系統都是通過堆疊多層透鏡來解決色差的問題，這就導致現在的攝像攝影器材不僅結構複雜而且很笨重。
最關鍵是解決色差問題超薄平面透鏡使用半導體制造工藝加工，首次實現將擁有任何偏振態的各色光波聚焦於一點，其成像性能可與一流的複雜透鏡系統相提並論。與傳統透鏡的加工需要經過選材、切削、粗磨、精磨、拋光、檢測等工藝流程不同，這種超薄平面透鏡是採用光刻技術進行加工的，這是一套完全不同的工藝流程。
科學家們一直都在致力於讓透鏡變得更薄，並且在這條道路上開闢出多個研究方向。她介紹，菲涅爾透鏡是很早便存在的將透鏡變得更薄的方法，並廣泛應用於日常生活中，如手機的閃光燈。所謂菲涅爾透鏡又稱螺紋透鏡，它的鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓，通過將數個獨立的截面安裝在一個框架上從而製作出更輕更薄的透鏡；採用非球面、自由曲面也可以降低球面鏡組的整體光學長度，用一片實現多片的功能，提高成像質量的同時減小光學系統的重量；採用衍射元件實現透鏡的效果，如衍射光柵、計算全息圖以及該團隊研發的超薄透鏡；此外，已經有基於計算成像的、無需透鏡的衍射成像技術在顯微成像等領域得到應用。
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