由潘承峰Cheng-Feng Pan领导的材料科学家利用一种突破性的三维打印方法，在实现高数值孔径、宽带和偏振不敏感多层消色差金属透镜（MAMs）方面取得了重大进展。传统上，平面光学器件在平衡数值孔径和带宽限制方面面临挑战，从而制约了其成像性能。

研究团队采用拓扑优化和全波长模拟，利用双光子光刻技术对金属透镜进行反向设计。研究结果表明，在各种光照条件下的宽带成像令人印象深刻，展示了多功能元器件的潜力。

这一突破在于应用纳米级三维打印技术克服了与多层消色差金属透镜相关的制造难题。这项技术可以快速制作复杂结构的原型，包括复杂的微透镜和梯度指数透镜。拓扑优化发挥了关键作用，有效地实现了稳定、多层和高分辨率结构。

多层消色差金属透镜表现出无与伦比的效率。通过消除色差，这些金属透镜为设计和制造多功能宽带光学元件提供了新的范例。这种创新方法为光场成像、生物分析、医学和量子技术的应用开辟了道路。

展望未来，研究人员预计将整合更高分辨率的三维打印方法和高折射率树脂，以进一步提高系统的性能。这一进步可将响应范围从可见光谱扩展到近红外或中红外范围，从而促进复杂的多功能光学系统的发展。