图为传统镜片和金属镜片的太赫兹（THz）辐射的比较。与以往传统镜片相比，金属镜片超薄（约25微米厚），而且十分平整。图片来源：基础科学研究所
为了小型化的探索，基础科学研究所（IBS，韩国）集成纳米结构物理中心的科学家与伯明翰大学和韩国高等科学技术学院（KAIST）的研究人员合作，研发出来了只有信用卡那么厚，而且具有可调功能的平板镜片。这些由石墨烯和刺破的金表面制成的光学器件可以成为高级应用的光学元件，如振幅可调透镜、激光器（涡旋相位板）和动态全息等。
这些金属表面材料都是新型的二维材料，他们可以有效地控制光的电场与磁场分量（和其他电磁波），而且可以预定他们的弯曲方向。控制光束的方向可以产生意想不到的现象，最令人难以置信的是“隐身斗篷效应”，即光波绕过一个物体，使物体以外的物体形象化，就像河流中的流水会绕过石头一样。
这项研究发表在先进光学材料上，该研究提出一个金属表面材料作为凸透镜的性能。具体地说，它是用一个带有微米大小的U形孔的金片制成的，上面覆盖着石墨烯。由于具有凸透镜形状可以使光线集中在一个点（或焦点）上，就像一个放大镜，可以集中光束，甚至引起着火，所以金属镜片上微小孔的特定图案可聚焦入射光束而进行工作。
此外，这些微孔可以改变光的偏振。而之前被反射自然光一般是非偏振的，这个团队使用圆极化波，那是一束光，电场的方向是螺旋上升。这个金属镜片可以将左圆极化波（如果看到正面逆时针走）右圆极化（顺时针方向）。研究人员设法获得了35%的转化率。圆极化在一些领域是十分有用的，例如生物传感与通信等。
金属镜片的特征，a）该金属镜片是由一个原子厚的石墨烯片和小U型孔金薄膜表面组成的。b）该装置能将从左到右的极化波圆极化。此外，通过具有特殊图案的旋转孔后，光束（或波）可以弯曲到所需的角度。图片来源：基础科学研究所
为了控制更多的特性，科学家们利用了石墨烯独特的电子特性，并利用它们来调整输出光束的强度或振幅。在这里，石墨烯起到了照相机曝光的作用。对于相机，机械控制快门开启需要一定的时间和大小来确定进入仪器的光量。这些金属镜片刚好相反，通过对石墨烯片施加电张力来调节曝光，而不需要笨重的元件。当电压被施加到石墨烯层时，输出光束会变弱。TeunTeunKim说：“利用该金属镜片，你可以制作非常灵敏且致密的显微镜、照相机等工具。”
这种金属镜片被设计为一种电磁波，属于红外辐射和微波辐射之间，称为太赫兹辐射。这种类型的辐射可以通过一些材料（如织物和塑料），但比微波辐射的深度要短，因此它常常被用于监视和安全检查。
TeunTeunKim说：“传统的光学镜片厚度为几厘米到几毫米，而这种金属镜片只有几十微米厚。另外聚焦的光的强度可以得到有效的控制，而且可在超小型光学仪器中得到有效的应用。”
U形图案和石墨烯的功能是集中光束方向和调制信号强度。在金属表面上不同的U形孔图案会创建一个条纹（a）和聚焦输出的光束（b）。在b）中，光束集中到一个小的区域（红点），就像放大镜把光线聚焦在一个特定点上一样。此外，通过在石墨烯上施加门控电压（2.2 V），输出光束强度会变弱。石墨烯的功能可以比作照相机的曝光。图片来源：基础科学研究所
(来源：phys，材料科技在线)
