上海光機(jī)所提出基于絕緣硅片的高性能超表面元件實現(xiàn)近紅外全斯托克斯矢量偏振探測
近日,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所信息光學(xué)與光電技術(shù)實驗室和蘇州大學(xué)合作,提出一種基于絕緣硅片的像素式超表面元件實現(xiàn)了近紅外全斯托克斯偏振矢量的探測,相關(guān)研究成果在線發(fā)表于“Photonics Research”。
分焦平面成像技術(shù)是近年發(fā)展起來的一種集成微納偏振與光電成像器件的新型偏振成像技術(shù),其對入射光偏振分量的探測主要依賴于像素式超表面元件與CCD。而目前該成像技術(shù)只能探測到線偏振分量,無法對圓偏振分量進(jìn)行探測。主要原因是像素式超表面元件中缺乏能與線偏振片集成到一個芯片上的圓偏振片。目前的圓偏振片存在圓二色性低,圓偏振光透過率低,制備困難等缺點(diǎn)。因此尋找并制備能夠?qū)崿F(xiàn)全斯托克斯矢量探測的高性能像素式超表面元件是科研人員關(guān)注的熱點(diǎn)。 研究團(tuán)隊提出一種基于絕緣硅片的高性能像素式超表面元件實現(xiàn)了對近紅外入射光的全斯托克斯矢量的偏振探測。利用基于二維“Z”型結(jié)構(gòu)的圓偏振片與三個結(jié)構(gòu)相同柵線方向不同的光柵線偏振片為像素單元,通過一次曝光,該超表面元件就可以探測入射光中的線偏振分量和圓偏振分量。其中“Z”型圓偏振二色性器件不僅具有較高的圓二色性區(qū)分度,且易與線偏振器件集成到一個芯片上,降低了制備難度。此外,整個超表面元件以絕緣硅片為基片,不僅對線偏振光和圓偏振光具有較高的透過率,也為后續(xù)偏振成像中與CCD的集成耦合提供了可行性。實驗中,利用電子束曝光系統(tǒng)和電感耦合等離子體刻蝕技術(shù)相結(jié)合,完成了對像素式超表面元件的制備。實驗測得的線偏振片在1.47~1.6 um波段TM偏振光的平均透過率為75%左右,消光比大于20 dB。圓偏振二色性器件在1.48~1.6 um波段測得的右旋圓偏振光的平均透過率大于80%,圓偏振二色性在波長1.6um處高達(dá)70%,能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求。 像素單元的三維示意圖(b圖,顏色僅用于區(qū)分圖像,不包含波長信息)(F0, F1, F2)和F3分別代表線性偏振濾波器和圓偏振濾波器 相關(guān)研究得到了國家青年自然基金,上海市國際合作項目基金,上海市揚(yáng)帆計劃項目基金和江蘇省重點(diǎn)實驗室開放性課題的支持(信息光學(xué)與光電技術(shù)實驗室供稿) 原文鏈接:https://www.osapublishing.org/prj/fulltext.cfm?uri=prj-9-4-583&id=449782 |






