Được gọi là siêu vật liệu, vật liệu quang học mới được chế tạo, dựa trên việc sử dụng các cấu trúc ở cấp micron và nano của tổ hợp các vật liệu. Các nhà nghiên cứu đã có khả năng thao tác các bước sóng ánh sáng nhìn thấy nhờ lắp ráp các kim loại (chẳng hạn như vàng hoặc bạc) với những vật liệu khác theo những lớp chính xác ở cấp nano.

Mới đây các nhà khoa học đã thông báo về các siêu vật liệu có khả năng làm cho đối tượng trở thành “vô hình” đối với các sóng viba, nhờ đưa các sóng này đi vòng quanh đối tượng đó. Các dụng cụ mới có khả năng thao tác ánh sáng nhìn thấy ở phạm vi xanh lục và cực tím. Mặc dù các dụng cụ này chỉ có công dụng làm tàng hình các đối tượng rất nhỏ, có thể là chỉ có kích thước micron, nhưng khả năng thao tác được đối với ánh sáng nhìn thấy có thể sẽ hữu ích cho các dụng cụ quang học, như kính hiển vi, máy in lito ảnh và thiết bị lưu trữ quang học.

Trong một công trình nghiên cứu gần đây, các nhà khoa học ở trường Đại học California đã sử dụng siêu vật liệu dựa vào các thấu kính được ghép đôi với thấu kính quang học thông thường để phát hiện ra những mô thức cực nhỏ mà kính hiển vi bình thường không thể quan sát được. Ở một thí nghiệm, những thấu kính này có khả năng phân biệt những nét chỉ có kích thước 35 nano cách nhau một khoảng 150 nano. Nếu không có siêu vật liệu, những kính hiển vi bình thường chỉ đưa ra hình ảnh là một nét đậm.

Những thấu kính như vậy có thể dùng để quan sát các quá trình diễn ra của các tế bào mà trước đây không thể quan sát được. Bởi vậy, chúng có thể được ứng dụng để chiếu ảnh với những chi tiết cực nhỏ lên vật liệu cản quang là khâu đầu tiên của kỹ thuật in lito lên ảnh- một quá trình được sử dụng để chế tạo chip máy tính. Độ phân giải với mức cao như vậy cũng có thể được dùng để biểu thị nhiều dữ liệu hơn trên đĩa quang.

Các nhà nghiên cứu ở Caltech đã chế tạo một lăng kính vi mô từ các siêu vật liệu, giúp làm cong ánh sáng theo hướng ngược lại với lăng kính thông thường. Điều này có thể đem lại khả năng chế tạo những thấu kính với những hình dạng mà hiện nay không thể làm được, chẳng hạn như những thấu kính dẹt để tiết kiệm không gian.

Các nhà nghiên cứu ở trường Đại học Maryland cho biết họ đã chế tạo được một thấu kính có khả năng khuếch đại các tia sáng làm đục phát ra từ những điểm chỉ nhỏ 70 nano. Nhờ được khuếch đại, những tia này trở nên đủ lớn để quan sát được bằng kính hiển vi thông thường, giúp nâng độ phân giải hữu dụng của máy lên tới 70 nano. Thậm chí, có thể quan sát được độ phân giải cao hơn, nếu sử dụng các điểm phát sáng nhỏ hơn nữa, xuống khoảng 10 nano.