“进化”和3D打印新型纳米级光学器件

虽然以这种方式分离光线的设备已经存在，但Faraon实验室制造的设备可以在可见光下工作，并且足够小，可以直接放置在相机传感器上，将红光引导到一个像素，绿光引导到另一个像素，蓝光引导到第三个像素。偏振光也可以这样做，创造一个可以检测表面方向的相机，这是创建增强现实和虚拟现实空间的有用能力。

看一眼这些设备就会发现一些意想不到的东西。虽然大多数光学设备都像透镜或棱镜一样光滑且高度抛光，但Faraon实验室开发的设备看起来很有机且混乱，更像是白蚁丘的内部，而不是你在光学实验室看到的东西。该论文的主要作者、应用物理学研究生格雷戈里·罗伯茨(Gregory Roberts)说：“这是因为这些设备是由一种算法进化而来的，这种算法会不断调整它们的设计，直到它们以理想的方式运行，类似于育种如何创造出善于放羊的狗。”

罗伯茨说：“设计软件的核心是一个迭代的过程，在优化的每一步都可以选择如何修改设备。在做了一个小的改变之后，它就会想出如何做另一个小的改变，到最后，我们最终得到了这个看起来很时髦的结构，它在我们一开始设定的目标函数中具有很高的性能。”

Faraon补充道：“实际上，我们对这些设计并没有一个理性的理解，因为这些设计是通过优化算法产生的。所以，你得到了这些具有特定功能的形状。例如，如果你想将光线聚焦到一个点上——这基本上就是镜头的作用——然后运行我们对该功能的模拟，你很可能会得到与镜头非常相似的东西。然而，我们所瞄准的功能——以某种模式分割波长——是相当复杂的。这就是为什么出来的形状不是很直观的原因。”

为了将这些设计从计算机上的模型转化为物理设备，研究人员使用了一种称为双光子聚合(TPP)光刻的3D打印技术，该技术可以用激光选择性地硬化液体树脂。它与一些业余爱好者使用的3D打印机没有什么不同，除了它能以更高的精度硬化树脂，允许构建小于一微米的结构。

Faraon说：“这项工作只是一个概念的证明，但如果再进行一些研究，它就可以用实用的制造技术制造出来。”

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