Исследователи из Пхоханского университета науки и технологии (POSTECH) разработали ультратонкую металлинзу, которая решает проблему цветовой аберрации. Они меняют высоту наностолбиков — и получают резкие полноцветные изображения из дешёвых материалов. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Как устроена металлинза

В традиционной оптике чёткое изображение даёт стопка стеклянных линз — из‑за этого шлемы виртуальной и дополненной реальности получаются тяжёлыми и громоздкими. Металинза же — плоский и ультратонкий элемент. Это плотный ковёр из наноструктур, каждая из которых преломляет свет нужным образом. Одна такая линза способна заменить целую оптическую систему.

Главная трудность — работа с цветом. Красный, зелёный и синий лучи должны сходиться строго в одной точке, иначе изображение расплывается. Добиться этого на дешёвых материалах с низким показателем преломления долго не удавалось.

Команда POSTECH нашла выход: в дизайн наностолбиков ввели параметр «высота». Раньше инженеры подгоняли только ширину, а высота оставалась фиксированной из‑за ограничений обработки. Теперь, меняя высоту столбиков, удалось свести RGB‑лучи в нужную точку фокусировки. Аналогия: здания с одинаковой площадью застройки, но разным количеством этажей меняют вид улицы. Так и столбики разной высоты изменяют фазу проходящего света. Даже с дешёвой смолой (показатель преломления около 1,5) и простыми цилиндрическими или квадратными формами получается синхронизировать фазы трёх цветов.

Характеристики и тесты

Линза диаметром 1,2 мм имеет числовую апертуру 0,31. Её тестировали на трёх длинах волн: 450 нм, 532 нм и 635 нм. Все три луча фокусировались на проектной фокальной плоскости на расстоянии 1,8 мм с отклонением менее 7 мкм.

Показатель качества фокусировки — коэффициент Стрелла — составил от 0,83 до 0,86. Это выше значения 0,8, которое считается дифракционным пределом. Исследователи объединили линзу с OLED‑дисплеем и получили оптическую систему для VR, которая выдала чёткое полноцветное изображение без цветового размытия.

Как наладить массовый выпуск

На первом этапе трёхмерные столбики печатали методом двухфотонной литографии — сверхточной 3D‑печати. Команда собрала базу вариантов и применила алгоритм обратного дизайна: он автоматически подбирает подходящую структуру для каждой точки линзы.

Вторая статья в Nature Communications описывает серийное производство. Группа изготовила наношаблон с кодированием высоты с помощью серошкальной электронно‑лучевой литографии — получилась форма с отверстиями разной глубины. Этот шаблон используют в наноимпринтной литографии, похожей на штамповку.

Традиционная наноимпринтная литография копирует только паттерны одинаковой высоты, поэтому не подходила для разновысотных структур. Новая технология решает задачу: в форму наносят УФ‑отверждаемую смолу, сверху укладывают PET‑плёнку, затем облучают ультрафиолетом в течение двух минут. За один цикл копируются столбики разной высоты. Форма имеет вогнутый профиль и высокую механическую прочность — она многоразова. Метод исключает создание мягких промежуточных форм и этап отверждения под высоким давлением.

Кто делал и кто финансировал

Работу возглавил профессор Джунсук Ро (Junsuk Rho) из POSTECH. В группу вошли сотрудники кафедры машиностроения, кафедры химической инженерии, кафедры электротехники и Высшей школы конвергентной науки и технологии университета.

Университет официально опубликовал результаты 19 августа 2026 года в двух статьях в Nature Communications.

Исследование поддержали:

• программа POSCO‑POSTECH‑RIST Convergence Research Center при финансировании POSCO;
• гранты Национального исследовательского фонда Кореи (финансируются Министерством науки и ИКТ правительства Кореи);
• грант Корейского института планирования и оценки промышленных технологий (финансируется Министерством торговли, промышленности и энергетики правительства Кореи);
• другие связанные программы.

Где пригодится

Профессор Джунсук Ро отметил значимость работ:

«Эти исследования значимы, поскольку они демонстрируют производственные технологии, которые могут помочь внедрить полноцветные ахроматические металлинзы для дисплеев AR и VR в практическое промышленное использование с помощью передовой нанофабрикации. Мы ожидаем, что технологии будут широко применимы не только для более лёгких и тонких AR‑очков и дисплеев следующего поколения, но и для различных оптических отраслей, таких как системы визуализации и оптические датчики».

Разработанная технология открывает путь к компактным и доступным устройствам дополненной и виртуальной реальности, а также к интеграции подобных оптических решений в камеры и сенсорные системы.