超透鏡(Metalens )
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超透鏡(Metalens),是使用超表面來聚焦光線的平面透鏡。超表面是指一種厚度小於波長的人工層狀材料,由上千萬至上億個次波長奈米柱狀結構所組成,這些奈米柱能夠任意控制光波的振幅、相位、吸收反射等物理性質,這是傳統折射透鏡無法實現的。
超透鏡能夠實現相位操控,需要讓奈米柱的折射率與周圍材料折射率具有一定差異,而且在應用的波段下光被材料的吸收的程度越少。當應用於可見波長範圍,通常會選擇氮化矽(Si3N4)、二氧化鈦(TiO2)、氮化鎵(GaN)作為材料
超透鏡有兩種主要的超表面結構,介電結構或等離子體結構。介電材料用於許多標準光學元件,還可以產生形成超表面的亞波長散射。等離子體材料有利於電磁輻射的振幅整形,可用於廣泛的波長區域。
優點:
超透鏡是一種種扁平、輕質的選擇,可以取代厚重的傳統透鏡和光學系統中的折射組件。單一薄超透鏡可以將多個光學組件的功能結合到一個複離的系統中,例如取代傳統點投影機中使用的光罩和透暗系统。
應用:
超透鏡可用於任何需要減小系統中光學元件的尺寸和重量的情況,包括用於自動駕駛、醫療設備、監控系統、手機相機、CMOS影像感測器和AR/VR等穿戴式裝置、雷射全像等。
圖片來源:網路擷取
Metalens是在玻璃基板或藍寶石基板上用奈米壓印(nano imprint)技術形成pattern,這種pattern是柱狀的GaN(氮化鎵)通常用作壓印材料的底層基板,因為它具有優異的機械、光學和電氣性能,並且在壓印過程中能夠提供良好的支撐和穩定性。
圖片來源:網路擷取
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