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  • 超透鏡提供優越的離軸聚焦

    作者:光行天下小萌新譯 來源:物理學家組織網 時間:2022-10-27 17:38 閱讀:265 [投稿]
    一種超薄介電超透鏡已經被創造出來,它不但可以提高聚焦能力,也可以縮小到很小的尺寸,以便與光子學設備集成。

    一種超薄介電超透鏡已經被創造出來,它不但可以提高聚焦能力,也可以縮小到很小的尺寸,以便與光子學設備集成。

    超透鏡利用超表面來操縱光線。作為平面鏡頭,它提供了一種輕量級的方式來減少彎曲鏡頭中經常出現的失真。

    由Xiaohang Li領導的KAUST團隊創造的反射透鏡,是由分布式布拉格反射器(DBR)上定制的TiO2納米孔陣列設計和制造的,DBR由交替的SiO2和TiO2層組成。

    合成的超透鏡直徑只有300μm,數值孔徑為0.6,焦距為200μm。博士生Zahrah Alnakhli解釋說:“這種超透鏡是DBR界面上納米單元的特殊排列,旨在通過調整表面納米單元的位置和折射率來重塑反射光波前。這種全介質反射超透鏡的內在損耗可以忽略不計,而且易于制造!

    發表在《光學快報》上的研究表明,該超透鏡可以有效地將波長為633nm的紅光聚焦到具有正常入射角的入射光束的高質量點。重要的是,與許多其他透鏡設計相比,該透鏡的聚焦質量不會明顯下降,即使當入射光束的角度達到30度。這種增強的離軸聚焦意義重大,因為它可以從光鑷到成像等廣泛的光學工作中受益。


    在專業的納米制造實驗室制備超薄介電超透鏡

    Alnakhli說:“離軸聚焦在基于半導體LED、激光器和用于通信、顯示、成像等的光電探測器的光學系統中有很多應用。一個應用是超長工作距離,使用鏡子來增加光學顯微鏡的工作距離。這是顯微應用在工業和生物檢測中的一個重要特性,在這些領域,傳統光學顯微鏡的工作距離具有挑戰性!

    到目前為止,KAUST團隊只制作了可見光波段的透鏡,但Alnakhli說,原則上這種方法可以應用到其他光譜區域。Alnakhli說:“也有可能制造一個dbr超透鏡,在光譜的紅外波段工作,但使用不同的材料,如鍺。關鍵是,納米管材料的選擇取決于材料的復雜折射率!

    未來,KAUST團隊計劃進一步提高他們的超透鏡性能。Alnakhli說:“我正在努力提高透鏡的聚焦效率,這樣我就可以將它與其他光電設備集成。這可以在離軸應用中增強發射光束的方向性”。

    相關鏈接:https://phys.org/news/2022-10-meta-lens-superior-off-axis-focus.html

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