日本理化学研究所正在开发只要改变光的偏振就能实现变焦的焦距可变透镜。
日本理化学研究所光量子光学研究中心光子操作功能研究组的田中拓男领导的国际共同研究小组开发出了一种利用光的偏振控制焦距的透镜。本研究成果有望对超小型数码相机、光学显微镜、光学传感器等小型高性能光学仪器的开发做出贡献。
此次，国际共同研究小组成功开发出只要改变入射光的偏振方向，就能改变焦距的透镜。透镜是由比光的波长还要细小的纳米级人工构造构成的透镜，厚度只有750纳米的极薄透镜。他们将构成该透镜的纳米结构设计成只对特定光的偏振作出响应，通过改变光的偏振方向，成功地实现了透镜的焦距的自由变化。
到目前为止，能够改变焦距的镜头主要是由多枚镜片组成光学系统，通过机械改变镜片之间的距离来确定有效焦距。随着光学系统的复杂化和大型化，有这样的课题。国际共同研究小组利用只对特定光的偏振做出响应的纳米结构，开发出了只要改变光的偏振就能改变焦距的新型焦距可变透镜。
在该可变焦距透镜中，具有仅对具有特定方向偏振的光作偏振响应的各向异性特性的纳米结构。该纳米结构由长方体的氮化镓(GaN)构成，如果宽度(W)和深度(L)等尺寸发生变化，就可以改变光波照射时赋予光波的相位(图1a)。此外，通过在特定方位排列W和L不同的非对称结构，可以仅对某一方向的偏振施加相位偏差。
在Canon EXPO 2023的展览上，超薄型元镜头成为了话题，理化学研究所开发了维持超薄型的变焦镜头技术。如果利用该技术的镜头得以投产，也许智能手机的相机将会实现飞跃性的进化。用这个技术，能实现什么程度的画质也令人期待。
