隨著手機、電腦和其他電子裝置變得越來越小，它們的光學元件卻一直難以縮小。 值得注意的是，使用傳統的玻璃切割和玻璃彎曲技術很難製造微型透鏡，而且玻璃透鏡中的元件通常需要堆疊才能正確聚焦光線。 工程師們最近弄清楚了被稱為超透鏡的更小、更輕的替代品背後的許多物理原理。 這些透鏡可以使顯微鏡和其他實驗室工具，以及消費產品（如相機、虛擬現實頭戴裝置和物聯網光學感測器）更加小型化。 它們還可以增強光纖的功能。
超透鏡由一個扁平表面組成，比微米還薄，表面覆蓋著一系列奈米級物體，例如突出的柱子或鑽孔。 當入射光照射到這些元件時，它的許多屬性都會發生變化，包括其偏振、強度、相位和傳播方向。 研究人員可以精確定位奈米級物體，以確保離開超透鏡的光具有選定的特性。 更重要的是，超透鏡非常薄，以至於可以將多個超透鏡堆疊在一起，而不會顯著增加尺寸。 研究人員已經展示了由這些扁平表面堆疊而成的光學器件，例如光譜儀和偏振計。
去年的一項重大突破中，研究人員解決了稱為色差的問題。 當白光穿過典型的透鏡時，其不同波長的光線會以不同的角度偏轉，從而在距透鏡不同距離處聚焦； 為了消除這種影響，今天的工程師需要以精細的對齊方式分層透鏡。 現在，單個超透鏡可以將白光的所有波長聚焦到同一點上。 除了建立這種“消色差”超透鏡外，科學家們還開發出了可以校正其他像差（如彗差和散光）的超透鏡，這些像差會導致影像失真和模糊。
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除了縮小尺寸外，超透鏡最終還應降低光學元件的成本，因為這種微型透鏡可以使用半導體行業已使用的相同裝置製造。 這一特性提出了誘人的前景，例如，並排製造微型光感測器的光學和電子元件。
然而，就目前而言，費用仍然很高，因為很難在釐米級晶片上精確定位奈米級元件。 其他限制也需要解決。 到目前為止，超透鏡的光傳輸效率不如傳統透鏡，這對於全綵成像等應用來說是一項重要的能力。 此外，它們太小而無法捕獲大量光線，這意味著，至少目前而言，它們不適合拍攝高質量的照片。
儘管如此，在未來幾年內，微型透鏡可能會進入更小、更易於製造的感測器、診斷工具（如內窺鏡成像裝置）和光纖。 這些潛在的應用非常有吸引力，足以吸引政府機構以及三星和谷歌等公司的研究支援。 至少有一家初創公司 Metalenz 預計將在未來幾年內將超透鏡推向市場。