據(jù)國外媒體報道，美國哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)的研究人員利用一種新的技術(shù)誘導(dǎo)光線的路徑，使得發(fā)現(xiàn)百年的光線反射和折射定律受到挑戰(zhàn)。而這個技術(shù)被稱為相位不連續(xù)技術(shù)。這一研究發(fā)現(xiàn)使得在預(yù)測光線由一個介質(zhì)進入另一個介質(zhì)的時候（例如，從空氣進入玻璃的路徑），出現(xiàn)了一個新的數(shù)學(xué)規(guī)律，其有別于經(jīng)典的折射和反射定律。目前該研究發(fā)現(xiàn)已經(jīng)發(fā)表在最新的《科學(xué)》雜志上。
哈佛研究人員使用新技術(shù)創(chuàng)建的怪異光學(xué)現(xiàn)象
據(jù)參與該研究的哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)應(yīng)用物理學(xué)與文頓海斯電氣工程高級研究員組成的聯(lián)合小組，首席聯(lián)合研究員分別為費德里科卡帕索（Federico Capasso）和羅伯特L華萊士（Robert L. Wallace）教授介紹：使用特殊的平面，我們創(chuàng)建了一個平面哈哈鏡的效果。我們的發(fā)現(xiàn)使得光學(xué)進入了一個全新的領(lǐng)域，并打開了令人振奮人心的光電子技術(shù)的大門。
人類自科學(xué)發(fā)展以后，認識光線的行為之后，都知道光是在不同的介質(zhì)中，以不同的速度進行傳播。如果光線遇到一個玻璃等材料，并以一定的角度入射，就會發(fā)生反射和折射現(xiàn)象，也正是因此，波前的方向就發(fā)生了改變。我們根據(jù)傳統(tǒng)意義上的折射和反射定律，全世界的物理學(xué)課上都可以進行光線行為方式的推導(dǎo)，我們還可以結(jié)合入射角度以及兩個介質(zhì)的性質(zhì)計算出折射角和反射角的具體的數(shù)值。然而，當(dāng)研究人員將光線打在金屬納米材料的結(jié)構(gòu)圖上，根據(jù)實驗中表面光的撞擊行為，研究人員意識到，使用傳統(tǒng)意義上的方程不足以形容實驗室中所觀察到的關(guān)于光線奇怪路徑的現(xiàn)象。
在實驗過程中，研究人員設(shè)計了一個納米級的諧振器陣列，比一個波長還要薄一點兒，可在硅表面創(chuàng)建一個恒定的梯度值。通過可視化的研究技術(shù)，使得光線可以下部分擊中表面，還可以保持垂直入射。而處于左邊的諧振器保持的能量要長于右邊的諧振器。但是，如果沒有這個整列的存在，這個光線是平行的。
通過哈佛大學(xué)的這個研究，科學(xué)家也發(fā)現(xiàn)了一個新的廣義范圍上的光線定律，實驗證明這組的數(shù)據(jù)是正確的，而且也將證實了在兩個介質(zhì)之間新的路徑方式。據(jù)哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)卡帕索實驗室副研究員于南方（Nanfang Yu）認為：通常情況下，比如說一個池塘附近，空氣和水之間邊界就形成了兩個不同的路徑方式。但是，在這個特殊的情況下，介質(zhì)與介質(zhì)之間的邊界附近，成為了一個活躍的界面，可以彎曲光線本身。
而本次研究實驗的關(guān)鍵是使用了微小鍍金的天線蝕刻在硅的表面。該陣列結(jié)構(gòu)在總體尺度上都做的很薄，整個陣列結(jié)構(gòu)在規(guī)模上比撞擊的光線波長要薄很多。這就意味著，與傳統(tǒng)角度上而言，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的邊界之間的空氣和硅賦予了一個突然產(chǎn)生的相移，這就是被認為是第二階段不連續(xù)性的體現(xiàn)。
在實驗室的數(shù)組中，每個天線都是一個很小的諧振器，可以不抓光線，持有特定的在一定時間內(nèi)進行能量釋放。整個硅表面納米諧振器具有不同類型的梯度，可以有效地彎曲光當(dāng)光線進入就開始通過新的媒介傳播。由此產(chǎn)生的各種奇怪的現(xiàn)象，打破了舊的規(guī)則，創(chuàng)造出來的光線會以任意的方式進行，并且出現(xiàn)反映和折射，由表面上的圖案而定。而研究針對新發(fā)現(xiàn)的光線行為，為了概括反射還有折射等科學(xué)定律，哈佛大學(xué)的研究人員增加了一些新的設(shè)計方程，可以傳授相移梯度。更重要的是，在表面梯度缺少的情況下，新的定律可達到眾所周知的程度。
據(jù)一位在卡帕索研究小組的訪問學(xué)者芝諾（Zeno Gaburro）認為：通過接口結(jié)合相位不連續(xù)的漸變，光線的反射和折射規(guī)律，成為可重新定義的定律，并且伴隨著新的現(xiàn)象出現(xiàn)。反射的激光束可以被彈開，而不是向前，還可以創(chuàng)建負折射現(xiàn)象，對全反射有一個全新的視角。此外，光的偏振也可以得到控制，這意味著在光線輸出上發(fā)生了一個本質(zhì)性的設(shè)計定義。研究人員已經(jīng)成功地生產(chǎn)出渦束，就是一種螺旋形的光流。他們還設(shè)想了平面的鏡頭，可以集中無畸變的圖像。