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合成口径的超透镜

2021年12月01日 行业资讯 365 views

  传统折射率光学元件通常体积和重量大,但从消费电子到基于无人机或卫星的遥感等领域的各种应用,对紧凑、轻量化光学元件的需求正在迅速增长。近年来,超表面已经成为一种新的波前控制平台。超表面是由一排亚波长间隔的介质或金属天线组成,其厚度小于或等于光的波长,可以精确地调整光的相位、振幅和偏振,具有多功能成像能力。目前,超构透镜技术广泛应用的主要障碍之一是孔径大小。增加镜头孔径的大小可以带来更高的成像分辨率,这对显微镜和远程成像应用都是至关重要的。光学超构透镜具有纳米尺寸和非周期特性,通常是通过诸如电子束光刻(EBL)等工艺制造的,这种工艺既昂贵又耗时。对于某些应用,如空间望远镜,它需要一个米量级的镜头孔径,制造这样规模的单个透镜可能是极具挑战性的。解决有限镜头孔径问题的一种方法是合成多个孔径。合成孔径可以混合来自一组子孔径的信号,从而生成分辨率相当于所有子孔径圆大小的孔径的图像。这是一种广泛应用于射频领域的技术。

  近日,航天工程大学YUANMU YANG等人提出采用合成孔径方法来缓解这个问题,并通过实验证明,在计算重建的辅助下,合成孔径超构透镜由多个孔径相对较小的超构透镜组成,其成像分辨率可与同等孔径的传统透镜相媲美。研究人员通过户外成像实验验证了这一概念,该实验使用合成孔径超构透镜集成的近红外相机,利用自然阳光进行目标照明。作者表示,尽管该工作提出了一个偏振无关的合成孔径超构透镜只能在有限的波长范围工作,但可以将该技术应用在其他领域,构建具有偏振相关的,消色差的,甚至可以感知场景深度的新型多功能合成孔径超构透镜。相关研究工作发表在《Photonics Research》上。

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