東京農工大学と早稲田大学は，メタサーフェスを利用して，光通信波長帯において偏光を分離しながら焦点距離を調整可能なメタレンズを実現した（ニュースリリース）。

メタアトムと呼ばれる光の波長より小さいサイズの構造体を配列して光を制御するメタサーフェスは，小型軽量な素子で様々な光学的機能を実現できることから，次世代の光学デバイスとして注目されている。

これらは厚さ数百μの基板上に半導体の製造プロセスを用いて微細な柱状構造を配列したものであり，非常に薄型であるだけでなく大量生産も可能な特長を持っている。

また柱状構造の配置によってホログラフィや可変焦点レンズなど様々な機能を実現できるほか，メタアトムの形状によって偏光や波長に依存した設計も可能。

これらメタサーフェスの多機能性に着目し，今回研究グループは，光通信技術へ応用可能な偏光の分離機能と可変焦点機能を併せ持つメタレンズを開発した。

これは，直交する2つの直線偏光成分を分離して異なる位置に集光させつつ，その焦点距離を変化させることができる。設計ではまず初めに，可変焦点メタレンズであるAlvarezメタレンズの位相分布を改変し，光軸外に集光する可変焦点メタレンズの位相分布を導出した。

メタアトムの断面構造を長方形として垂直・水平直交偏光に対する位相遅延量を独立して制御し，集光位置の異なる位相分布を割り当てることで所望の機能を実現した。

設計したメタレンズは，微細加工拠点の電子線描画装置，反応性イオンエッチング装置を用いて製作し，設計波長の光源にてその機能を確認した。

研究グループは，この成果は，高速かつ大容量な次世代の光通信技術への応用が期待されるものだとしている。