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澳门壹号娱乐陈刚教授团队在光学高水平期刊ACS Photonics上发表论文

发布时间:2021-07-22 阅读量:

我院光学工程专业2019级硕士生代雪梅同学以第一作者在光学领域高水平期刊ACS Photonics上发表研究论文。论文题目为Holographic Super-Resolution Metalens for Achromatic Subwavelength Focusing。澳门1号最新官网为该论文第一署名单位,国家纳米科学中心为第二署名单位。我校其他作者包括张坤(共同第一)、廖鼎鹏同学以及尚正国高工、周毅、梁高峰副教授和温中泉副教授等,第一通讯作者为我院光电信息工程系陈刚教授。

色差是指透镜在不同入射波长下焦点发生偏移的现象,单一的折射透镜和衍射透镜都具有严重的色差。传统上可以采用具有不同色散特性的透镜组合实现色差的矫正,然而传统透镜无突破衍射极限实现超分辨聚焦;新型的超表面透镜可以利用具有特定色散特性的超原子,通过相位调控和色散调控实现色差的矫正,然而由于超原子性能限制,无法实现大数值孔径消色差透镜。超分辨超表面透镜是一种新型的衍射透镜,可以突破衍射极限实现超分辨聚焦,然而其同样具有严重的色差。目前实验报道的超分辨衍射透镜,仅能够实现3个波长(红、绿、蓝)的消色差超分辨聚焦。同时,提高数值孔径对于聚焦焦斑的压缩至关重要,然而实现高数值孔径的消色差超分辨透镜目前仍然具有挑战性。

针对上述问题,论文作者提出了一种实现多波长消色差的大数值孔径超分辨透镜设计方法,该方法原则上没有波长数目限制,甚至可以实现连续宽带消色差超分辨透镜。论文作者采用波前工程、全息方法和先进的纳米加工工艺,针对520555632.8660690nm等波长,研制出了数值孔径高达0.95的消色差超分辨透镜,并在实验上实现了5个波长消色差亚波长超分辨聚焦,焦斑尺寸在0.4~0.47倍波长范围内。进一步的理论仿真表明该透镜在510~590nm620~700nm两个带宽范围内,可以实现连续宽带消色差超分辨聚焦。这种透镜可望应用于光学超分辨率成像、显微和数据存储等。


该项研究由国家重大科研仪器研制项目、重庆市自然科学基金创新群体项目和澳门1号最新官网中央高校经费项目等资助。

澳门壹号娱乐官网光电技术及系统教育部重点实验室陈刚教授团队自2014年以来,在国家自然科学基金、国家“973”等项目持续资助下,长期致力于超分辨新型光学器件和超分辨光学显微、成像新原理和新方法的研究。成功地实现了多种偏振态光束的超分辨聚焦和特殊超分辨矢量光场,并基于自行研制的超振荡无衍射光学器件,研制开发了非标记远场超分辨光学显微系统。为突破衍射极限制约,实现远场超分辨光学显微提供了一条可能的新思路。近年来,研究成果发表在Light: Science & ApplicationOpticaAdvanced Optical MaterialsACS PhotonicsOptics LettersOptics Express等国内外高水平光学学术期刊上。研究团队成员多次受国内外同行邀请,参与国际国内光学领域研讨会、撰写相关领域综述性论文。

论文链接:

Holographic Super-Resolution Metalens for Achromatic Subwavelength Focusing

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.1c00411