多個透鏡和部件的精密加工影響了精密測量
供稿單位 ：數(shù)理系 作者：王若星
本網(wǎng)訊：近日，我校青年教師王若星與英國赫瑞瓦特大學(xué)陳獻(xiàn)忠教授課題組合作，提出了一種基于多焦點超透鏡設(shè)計方案控制不同波長光束色散的新方法，實現(xiàn)了一種新型超表面光譜儀的設(shè)計與研發(fā)。該項研究成果以“Compact multi-foci metalens spectrometer”為題發(fā)表在光學(xué)領(lǐng)域國際頂級期刊、Nature子刊《Light: Science & Applications》上，最新影響因子20.257。這是我校首次以第一完成單位在《Light: Science & Applications》上發(fā)表論文，王若星為論文的共同第一作者（排名第一）。
圖 基于多焦點超透鏡的超表面光譜儀
光譜儀是各種重要光學(xué)現(xiàn)象（如熒光、拉曼散射等）的重要探測手段，廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)研究、食品安全、藥品檢測、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。傳統(tǒng)光譜儀需要精心設(shè)計色散元件，實現(xiàn)光的分散、聚焦和收集檢測，而構(gòu)成光學(xué)元件的材料折射率與光的波長有關(guān)，因此研究人員和技術(shù)人員通常設(shè)計多個透鏡和精密加工http://m.depontis.com/部件以精確控制色散，如常見的單反相機的鏡頭往往需要十多支甚至更多的鏡片。然而，多個透鏡和部件的精密加工，帶來了體積大和加工組裝復(fù)雜性問題的同時，也來光通量不足的問題，影響了精密測量。超表面是指一種亞波長厚度的人工材料/結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對電磁波的偏振、振幅、相位、極化方式、傳播模式等特性的操控。2011年哈佛大學(xué)F. Capasso教授提出概念和設(shè)計后，超表面被稱作“顛覆性基礎(chǔ)技術(shù)”之一，成為物理學(xué)、光學(xué)、光通信、光學(xué)傳感領(lǐng)域的研究熱點。
我校數(shù)理系光電信息研究所青年教師王若星、副教授李松濤與英國赫瑞瓦特大學(xué)陳獻(xiàn)忠教授課題組、哈爾濱工業(yè)大學(xué)李立教授、哈爾濱工程大學(xué)劉建龍教授、南方科技大學(xué)劉言軍副教授等合作，設(shè)計并制作了多焦點超透鏡，實現(xiàn)了不同波長光束色散調(diào)控；在工作距離僅為300 μm的情況下，在帶寬為180 nm的可見光范圍內(nèi)實現(xiàn)了納米級分辨率的光譜識別，為片上光譜儀的研究提供了全新思路和方法。
論文鏈接：Compact multi-foci metalens spectrometer
