執(zhí)行模擬圖像處理（例如空間微分和邊緣檢測(cè)）的光學(xué)超表面有可能減少處理時(shí)間和功耗，同時(shí)避免使用笨重的 4 F 透鏡系統(tǒng)。然而，當(dāng)前的設(shè)計(jì)一直在空間分辨率、吞吐量、偏振不對(duì)稱(chēng)性、工作帶寬和各向同性之間進(jìn)行權(quán)衡。
在這里，紐約城市大學(xué)Andrea Alù，Michele Cotrufo展示了色散工程提供了一種設(shè)計(jì)超表面的優(yōu)雅方法，其中所有這些關(guān)鍵指標(biāo)都得到同時(shí)優(yōu)化。
文章要點(diǎn)
1）研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了硅超表面能夠執(zhí)行各向同性和雙偏振邊緣檢測(cè)，其數(shù)值孔徑高于 0.35，光譜帶寬在 1500 nm 左右為 35 nm。
2）此外，引入了定量指標(biāo)來(lái)評(píng)估這些設(shè)備的效率。由于低損耗特性和雙偏振響應(yīng)，超表面具有很高的吞吐量效率，接近給定 NA 的理論最大值。
3）研究結(jié)果為利用自由空間超表面進(jìn)行低損耗、高效和寬帶光學(xué)計(jì)算和圖像處理鋪平了道路。
參考文獻(xiàn)
Cotrufo, M., Arora, A., Singh, S. et al. Dispersion engineered metasurfaces for broadband, high-NA, high-efficiency, dual-polarization analog image processing. Nat Commun 14, 7078 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41467-023-42921-z
