亞波長衍射光學系統被稱為元光學系統,它展示了顯著小型化成像系統的潛力。然而,盡管有令人印象深刻的演示,大多數元光學成像系統都受到強烈色差的影響,限制了它們的實用性。
華盛頓大學Arka Majumdar等采用逆向設計來創建工作在長波紅外(LWIR)區域(8-12微米)的寬帶元光學器件。
本文要點:
(1)
通過深度學習輔助的多尺度可微分框架將元原子與相位聯系起來,我們最大化了元光學調制傳遞函數(MTF)表面下的波長平均體積。作者的設計框架將通過元原子的局部相位工程和單個管道內散射體的全局工程相結合。作者通過制造和實驗表征全硅LWIR元光學來證實我們的設計。作者設計的元光學系統由一個簡單的計算后端補充,大大提高了捕獲圖像的質量。
(2)
作者通過實驗證明,與傳統的雙曲面金屬透鏡相比,寬帶成像的波長平均斯特雷爾比提高了六倍。
參考文獻:
Huang, L., Han, Z., Wirth-Singh, A. et al. Broadband thermal imaging using meta-optics. Nat Commun 15, 1662 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-45904-w
https://doi.org/10.1038/s41467-024-45904-w