光學(xué)超透鏡相比于傳統(tǒng)的幾何透鏡不僅光學(xué)性能優(yōu)異,并且體積小、可集成度高,在未來的便攜式小型化設(shè)備例如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡、手機(jī)
鏡頭等應(yīng)用上前景廣闊。
|0f\>X I B_cn[?M 對(duì)于傳統(tǒng)的幾何透鏡而言,一般通過改變透鏡的幾何形狀對(duì)波前進(jìn)行重塑,
成像的
色差普遍來源于透鏡的材料色散。
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O!f*lG &s/aJgJhp 在由傳統(tǒng)的幾何透鏡組成的
光學(xué)系統(tǒng)中,可以級(jí)聯(lián)兩個(gè)或者三個(gè)單透鏡進(jìn)行正負(fù)色散的補(bǔ)償來消除色差,然而這也會(huì)使得成像系統(tǒng)變得復(fù)雜并且其體積難以壓縮。對(duì)超透鏡而言,不同
波長(zhǎng)的光通過單個(gè)超原子會(huì)積量不同的相位,并且不同波長(zhǎng)出射后形成的相位面一般而言是不相同的,所以會(huì)聚焦在空間的不同位置從而產(chǎn)生色差。
ZJ=C[s!wu RAE|eTnna 為了消除超透鏡的成像色差,研究人員做了很多努力。從原理上而言,相位變化可控的微
納米超原子為控制色差提供了新的機(jī)制,為了實(shí)現(xiàn)聚焦,只需使得在光經(jīng)過透鏡不同位置處的相位變化滿足下面的關(guān)系式:
6lT'%ho}B dc&Qi_W 其中,x, y表示相對(duì)于透鏡中心圖片的空間坐標(biāo),圖片表示
焦距,圖片表示對(duì)應(yīng)坐標(biāo)處的相位。由于超原子相位的變化是波長(zhǎng)依賴的,如果要實(shí)現(xiàn)無色差的聚焦,則需要保證每一個(gè)空間坐標(biāo)處的相位都可以獨(dú)立控制。
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=hl-c 然而,對(duì)一個(gè)超原子而言,通過改變幾何尺寸雖然可以較為輕松地針對(duì)某個(gè)特定波長(zhǎng)產(chǎn)生理想的相位,但是當(dāng)波長(zhǎng)改變時(shí),同時(shí)產(chǎn)生滿足其他波長(zhǎng)需要的相位則具有很大的挑戰(zhàn)性。
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