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激光大灯​的调治器射光场的调控

作者: 发布时间:2020-12-11 16:18:40点击:12749

激光大灯超表面结构中的电磁偶极子共振,特定的结构参数可以使得共振峰重合加强,形成高效的相位调制微元.早期的超表面结构是工作在微波段的金属天线.随着研究的深入,理论研究表明低损耗高折射率介质材料可以激发电磁偶极子共振并应用于工作在可见光波段下的超表面.随着微纳加工技术的不断完善,已经可以制造覆盖可见光到微波段的超表面.亚波长散射体保证超表面厚度远小于传统器件,为成像光学系统特别是显微系统微型化提供了新的可能.等利用超表面实现了可见光波段数值孔径0.8的聚焦透镜,其焦斑小于传统折射器件,又进一步的将数值孔径1.1的超表面油镜成功集成在了商用共聚焦成像系统上,对532nm 的波长获得了约200nm 的空间分辨率,证明了超表面器件具有可比拟传统光学器件的优异性能和良好的系统兼容性.相比常用于光场调控领域的传统衍射器件,如衍射相位板、硅基液空间光调制器等,超表面在光场调控机制和效率上都有极大优势.亚波长的微元尺度,保证了其出射光场只存在零级,理论效率可以达.


激光大灯超表面对入射光场的调控与微元结构及其空间取向相关.既可以通过改变相位微元等效折射率获得传输相位,也可以旋转各向异性散射体获得偏振响应的几何相位.将传输相位和几何相位相协同调控时,超表面可获得更高自由度的混合相位调制.混合相位调制下,正交圆偏振态(左旋圆偏和右旋圆偏态)光在获得等量传输相位调制的同时,附加有大小相等方向相反的几何相位调制.这提示超表面在相位调控领域的偏振复用性:协调控制超表面几何和传输相位的情况下,可以实现对两正交偏振入射光波前差异化相位调控,并且保持交叉偏振出射光以强度方式线性叠加.BALTHASARM成功利用几何相位与传输相位结合,对不同的入射偏振态产生了各向异性响应,在全息成像中,在不同偏振态下生成不同的图案,

 激光大灯实现了偏振光的复用也利用混合相位调制原理,同时控制入射光的相位、群延迟和群延迟色散,实现了可见光波段的消色差透镜。

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