由此產(chǎn)生的多層消色差超透鏡顯示出前所未有的高效性能水平，以整合納米級(jí)高分辨率3D打印的優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)造出具有卓越性能的超透鏡，激發(fā)設(shè)計(jì)和制造多功能寬帶光學(xué)元件和設(shè)備的新范式。

多層消色差超透鏡設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

多級(jí)透鏡和多級(jí)衍射透鏡之間的主要區(qū)別在于最小特征的尺寸。

例如，雖然可以設(shè)計(jì)最小特征尺寸以適應(yīng)特定尺寸，但需要全波模擬來(lái)考慮層間相互作用和散射。通過(guò)使用濾波和二值化步驟，研究人員將設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)變成了真正的結(jié)構(gòu)。

該團(tuán)隊(duì)對(duì)樣品進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化，并使用 Nanoscale GmbH 光子專(zhuān)業(yè)3D打印系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行了成型，該系統(tǒng)具有振鏡掃描聚焦光束，以誘導(dǎo)液態(tài)樹(shù)脂在焦點(diǎn)處交聯(lián)成納米級(jí)固體體素。

MAM的聚焦效率和成像性能。

科學(xué)家們優(yōu)化了制造方法，以實(shí)現(xiàn)接近正常設(shè)計(jì)的原型，并通過(guò)將其放置在分辨率目標(biāo)上來(lái)評(píng)估產(chǎn)品的成像質(zhì)量，其間距為物鏡焦距的三倍。

工程超透鏡在白光下表現(xiàn)良好，可用于消色差成像應(yīng)用，顯示出超透鏡消除色差的無(wú)與倫比的能力�？茖W(xué)家們優(yōu)化了參數(shù)，展示了多層消色差超透鏡如何表現(xiàn)出高聚焦效率、寬帶性能和拓?fù)鋬?yōu)化，從而精確地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的具有納米級(jí)特征的超透鏡。

前景展望

通過(guò)這種方式，Cheng-Feng Pan和研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種多層超透鏡系統(tǒng)，并將每一層視為消色差校正器和聚焦元件。結(jié)果表明，基于低折射率材料的堆疊超表面如何克服單層平面光學(xué)器件的局限性，在保持高數(shù)值孔徑的同時(shí)，將超透鏡的性能擴(kuò)展到寬帶函數(shù)。

使用更高分辨率的3D打印方法和高折射率樹(shù)脂將有助于增加多功能光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有超出可見(jiàn)光范圍的寬帶響應(yīng)范圍，以包含近紅外或中紅外范圍。

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