基于传输相位和几何相位协同调控的消色差超透镜

TH74; 超透镜是超表面在成像领域中具有较大应用潜力的平面光学器件,但限于色差和较窄的工作带宽,通常难以应用于彩色成像及显示技术.本文设计了一种相位调控型透射式超透镜,实现了400 nm～650 nm波段的宽带消色差聚焦功能,带宽范围内焦平面处的平均聚焦效率约为29％.该方法利用具有低损耗、高折射率优势的二氧化钛(TiO2)介质柱结构,在可见光波段内获得了类似截断波导产生的传输相位响应.同时分析了几何相位和传输相位相结合的色散调控机制,并使用粒子群算法对构建的相位响应仿真数据库进行优化,完成了实际波面与理想聚焦波面的相位匹配.设计的宽带消色差器件有望在显微成像、计算机视觉和机器视觉等领域发挥...

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Published in:光电工程 2020-10, Vol.47 (10), p.108-116
Main Authors: 申益佳, 谢鑫, 蒲明博, 张飞, 马晓亮, 郭迎辉, 李雄, 王长涛, 罗先刚
Format: Article
Language:Chinese
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Description
Summary:TH74; 超透镜是超表面在成像领域中具有较大应用潜力的平面光学器件,但限于色差和较窄的工作带宽,通常难以应用于彩色成像及显示技术.本文设计了一种相位调控型透射式超透镜,实现了400 nm～650 nm波段的宽带消色差聚焦功能,带宽范围内焦平面处的平均聚焦效率约为29％.该方法利用具有低损耗、高折射率优势的二氧化钛(TiO2)介质柱结构,在可见光波段内获得了类似截断波导产生的传输相位响应.同时分析了几何相位和传输相位相结合的色散调控机制,并使用粒子群算法对构建的相位响应仿真数据库进行优化,完成了实际波面与理想聚焦波面的相位匹配.设计的宽带消色差器件有望在显微成像、计算机视觉和机器视觉等领域发挥作用.
ISSN:1003-501X
DOI:10.12086/oee.2020.200237