雙超透鏡:可以根據(jù)光線條件在拍攝模式之間切換
韓國浦項(xiàng)科技大學(xué)與全南科學(xué)大學(xué)的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)成功設(shè)計(jì)了一種雙透鏡,能夠使用單個(gè)鏡頭在不同的成像模式之間切換。研究結(jié)果以《Bright-Field and Edge-Enhanced Imaging Using an Electrically Tunable Dual-Mode Metalens》為題發(fā)布在ACS Nano上。 雙超透鏡,可根據(jù)光偏振旋轉(zhuǎn)方向的變化,動(dòng)態(tài)調(diào)整焦距位置。 通常,在拍攝物體的過程中,會(huì)采用兩種不同的模式:一是正常模式,用于提取基本信息;二是邊緣模式,該模式僅專注于勾勒對(duì)象的輪廓。傳統(tǒng)上,這些模式需要單獨(dú)的鏡頭,每個(gè)鏡頭都有不同的焦點(diǎn)。然而,為了應(yīng)對(duì)最近電子設(shè)備的小型化和輕量化設(shè)計(jì)的趨勢(shì),研究人員一直在努力將這兩種模式集成到單個(gè)鏡頭中。 在這項(xiàng)研究中,該團(tuán)隊(duì)使用超透鏡解決了這個(gè)問題,超透鏡可以通過電氣方式動(dòng)態(tài)改變其焦點(diǎn)。這些超透鏡不考慮光的特性,由納米級(jí)的人造結(jié)構(gòu)構(gòu)成。通過微調(diào)這些結(jié)構(gòu)的大小、形狀和旋轉(zhuǎn)方向等參數(shù),該團(tuán)隊(duì)成功設(shè)計(jì)了一種雙模成像超透鏡,能夠根據(jù)光偏振旋轉(zhuǎn)方向在法線模式和邊緣模式之間轉(zhuǎn)換。 該鏡頭可以通過調(diào)整施加在液晶 (LC) 層上的電壓來快速調(diào)整其焦距,從而在幾毫秒內(nèi)(毫秒是千分之一秒)實(shí)現(xiàn)快速模式切換,與液晶切換的速度相匹配。 在這項(xiàng)研究中,該團(tuán)隊(duì)采用氫化非晶硅作為納米結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)以可見光區(qū)域的最小損耗而聞名,因此在紅色、綠色和藍(lán)色波長下,透鏡效率分別為 32.3%、31.7% 和 20.4%。通過在單個(gè)鏡頭中集成兩種不同的模式,該團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了高分辨率圖像的采集。 |