据 李茜楠 报道,物理学组织网站 2018年10月31日讯，加州理工学院工程与应用科学系应用物理学教授 Andrei Faraon讲，下一代电子设备，从个人健康监测系统、增强现实耳机到只有在实验室才能找到的灵敏科学仪器，这些设备都很有可能会使用超表面光学元件。超表面光学元件操纵光线的方式类似于透镜，即透镜如何弯曲、聚焦或反射光线。但不同的是超表面通过精心设计的平面微观结构，以精细可控的方式做到这一点。这使得超表面光学元件既紧凑又易于调节，对于电子设备来说具有巨大的吸引力。然而，工程师们需要克服几个挑战才能使其得到广泛的应用。             
        大多数光学系统需要一个以上的光学表面才能正常工作。在基于超表面的光学系统中，设备内部的大部分空间都是光在不同界面之间传播的自由空间。对这种自由空间的需求使得整个设备难以缩小，而将多个光学表面集成和校准到单一的设备中时，过程可能是复杂和昂贵的。             
        为了克服这个限制，Faraon 研究小组引入了一种叫做“折叠超表面光学系统”的技术，这是一种将多种类型的超表面打印到基片(如玻璃)两侧的方法。这样，基片本身就成为光的传播空间。为了证明这一概念，研究小组利用这项技术制造了一台光谱仪，这是一种科学仪器，可以将光分离成不同的颜色或波长，并测量相应的强度。(光谱仪应用于许多领域，例如，在天文学中，被用来根据恒星发出的光来确定恒星的化学组成）。Faraon 研究小组制造的光谱仪厚1毫米，由三个相邻的反射超表面组成，用来分离并反射光线，最终将光线聚焦到一个探测器阵列上。设计的详细描述发表在 《Nature Communications》 杂志上。             
        Faraon 研究小组开发的这种小型光谱仪有多种用途，包括作为一种无创血糖测量系统，这对糖尿病患者来说是无价的。该平台使用的多个超表面元件被集成到单一的步骤中，因此，一般来说， 它为复杂但廉价的光学系统提供了一条潜在的道路。