超構(gòu)光學(xué)是過去十年光學(xué)領(lǐng)域的革命性突破。這種新興技術(shù)旨在將多種光學(xué)功能——例如對波長、偏振、自旋和入射角度的調(diào)控——集成于一個單層扁平光學(xué)元件之中，從而擺脫傳統(tǒng)復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)的體積與重量限制。然而，超構(gòu)光學(xué)所帶來的設(shè)計自由度，也極大地拓寬了光學(xué)性能測試所需覆蓋的參數(shù)空間。設(shè)計一個高性能的超構(gòu)光學(xué)器件，不僅依賴于精準(zhǔn)的數(shù)值模擬和可實現(xiàn)的制備工藝，更面臨著性能驗證的挑戰(zhàn)：當(dāng)一個超構(gòu)光學(xué)元件被設(shè)計用于寬帶消色差應(yīng)用時，必須在其整個目標(biāo)光譜范圍內(nèi)進(jìn)行嚴(yán)格的測試與表征。在此過程中，一款能夠在寬光譜范圍內(nèi)提供穩(wěn)定、一致光束性能的寬帶光源至關(guān)重要。圖1 采用電子束光刻技術(shù)制備的超構(gòu)透鏡的掃描電鏡圖像在該研究的表征環(huán)節(jié)中，NKT Photonics（已屬濱松集團(tuán)旗下）的SuperK白光光纖耦合激光器發(fā)揮了不可或缺的作用。這一點得到了研究團(tuán)隊的高度認(rèn)可。對此，哈佛大學(xué)Capasso課題組的Dr. Zhaoyi Li特別強(qiáng)調(diào)：
“NKT Photonics的SuperK白光激光器為我們課題組的眾多超構(gòu)光學(xué)項目進(jìn)行光譜性能驗證提供了巨大幫助，堪稱理想之選。”
圖2 SuperK FIANIUM 超連續(xù)譜白光光纖激光器。兼具燈源的寬光譜與激光的極高亮度，覆蓋400-2400納米，可搭配濾光模塊成為超連續(xù)可調(diào)諧激光源。在這一領(lǐng)域，哈佛大學(xué)Capasso課題組的Dr. Zhaoyi Li等人近期發(fā)表了一項重要研究。他們展示了一種計算效率高的逆向設(shè)計方法，該方法適用于設(shè)計復(fù)雜的毫米甚至厘米級三維超構(gòu)光學(xué)器件，并能天然地將制備工藝的約束條件納入考慮。為驗證該方法的有效性，研究團(tuán)隊首先設(shè)計并制備了兩個直徑為2毫米的RGB消色差超構(gòu)透鏡。大規(guī)模超構(gòu)光學(xué)元件的制造通常可依靠納米壓印技術(shù)或如本文中采用的電子束光刻技術(shù)實現(xiàn)，這些工藝與成熟的CMOS技術(shù)兼容，預(yù)示著其未來的大規(guī)模生產(chǎn)潛力。研究的關(guān)鍵在于驗證超構(gòu)透鏡的成像性能。團(tuán)隊選擇在目標(biāo)色域的極端波長點——470納米（藍(lán)光）、548納米（綠光）和648納米（紅光）——進(jìn)行測試。在此核心環(huán)節(jié)，研究人員采用了NKT Photonics的SuperK白光光纖耦合激光器，并結(jié)合SuperK VARIA可調(diào)濾波器，成功在每個目標(biāo)波長上獲得了線寬極窄（約10納米）的高質(zhì)量輸出光。圖3 利用RGB消色差超構(gòu)透鏡，分別在不同光源（藍(lán)光、綠光、紅光以及混合RGB合成的白光）照明下獲得的USAF分辨率標(biāo)板成像結(jié)果
基于該激光系統(tǒng)優(yōu)異的性能，研究團(tuán)隊進(jìn)一步將其應(yīng)用于光纖掃描VR和AR成像原型裝置中。通過對獨(dú)立的RGB光纖耦合通道進(jìn)行多級時空調(diào)制，他們成功演示了從單色到三色乃至七色的3D視覺效果，充分證明了所設(shè)計超構(gòu)透鏡在寬光譜范圍內(nèi)的出色消色差成像與顯示能力。圖4 基于SuperK激光波長多級調(diào)制的單色/三色/七色3D效果VR圖像本研究成功展示了一種既能顯著降低計算開銷，又能兼顧制備限制的高效超構(gòu)光學(xué)設(shè)計策略，實現(xiàn)了在寬光譜范圍內(nèi)的清晰消色差成像。而對于此類前沿光學(xué)器件的性能表征，NKT Photonics的SuperK白光光纖耦合激光源展現(xiàn)了其不可替代的價值。它不僅提供了覆蓋整個可見光波段的靈活、精準(zhǔn)波長輸出，更確保了在所有測試條件下光束參數(shù)的高度一致性與可預(yù)測性，從而為實驗結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性提供了堅實保障，成為推動超構(gòu)光學(xué)研發(fā)邁向應(yīng)用的理想驗證工具。
更多詳細(xì)信息可復(fù)制此鏈接至網(wǎng)頁打開：https://www.nktphotonics.com/cases/validation-of-achromatic-meta-optics-for-rgb-applications/
微信分享
![]()
用微信掃描二維碼
分享至好友和朋友圈
免責(zé)聲明：
網(wǎng)站內(nèi)容來源于互聯(lián)網(wǎng)、原創(chuàng)，由網(wǎng)絡(luò)編輯負(fù)責(zé)審查，目的在于傳遞信息，提供專業(yè)服務(wù)，不代表本網(wǎng)站及新媒體平臺贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)。如因內(nèi)容、版權(quán)問題存在異議的，請在
20個工作日內(nèi)與我們?nèi)〉寐?lián)系，聯(lián)系方式：021-80198330。網(wǎng)站及新媒體平臺將加強(qiáng)監(jiān)控與審核，一旦發(fā)現(xiàn)違反規(guī)定的內(nèi)容，按國家法規(guī)處理，處理時間不超過24小時。
滬公安網(wǎng)備 31011402003710號