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凸面到凹面:更多的超表面条纹会使超表面透镜产生大的变焦带宽

2021-1-13 09:14| 发布者: vantsing| 查看: 80| 评论: 0

摘要: 通过偏光眼镜观看某些手机或计算机屏幕所产生的奇怪的波浪状图案,这启发了研究人员朝着更薄,更轻的镜片迈出一步。莫尔条纹是将两种可透光的周期性结构相叠加产生的。 来自日本东京农业技术大学(TUAT)的一组研究 ...

  通过偏光眼镜观看某些手机或计算机屏幕所产生的奇怪的波浪状图案,这启发了研究人员朝着更薄,更轻的镜片迈出一步。莫尔条纹是将两种可透光的周期性结构相叠加产生的。

  来自日本东京农业技术大学(TUAT)的一组研究人员证明,超表面透镜(由人工“元”原子组成的微小的,表面有图案的透镜)可以有更大的变焦范围。他们于1123日在“光学快报(OE)”上发布了他们的结果。

工作原理示意图

  TUAT机械系统工程系的副教授(论文作者)Kentaro Iwami表示:“超表面透镜纤薄,轻巧,可引起人们的极大兴趣,它们可用于超紧凑型成像系统,例如未来的智能手机,虚拟现实眼镜,无人机或微型机器人。”

  岩见说,问题在于,为了使超表面透镜足够紧凑以适合所需的应用,它们的焦距调整范围有限。焦距(以毫米为单位)可以表征视场角和放大倍率,它由镜片形状决定。

  正凸透镜将光线汇聚,负凹透镜将光线发散。变焦镜头可获得更完整、更清晰的图像,但是在与超表面透镜一样的紧凑性下,传统的变焦镜头将焦距从负值调整为正值是很棘手的。

  岩见说:“我们发现,通过旋转波纹云纹可以实现从凸面到凹面的大范围焦距调整。”

  研究人员开发了具有高对比度的人工“元”原子的超表面透镜,该原子由非晶硅八角形柱组成。当他们将一个超表面透镜叠放在另一个超表面透镜上,产生波纹图案并旋转它们时,他们可以使用红外光调整镜片的焦距。

接下来,研究人员计划展示在可见波长处的宽焦距调谐,并提高透镜的质量,最终目标是实现超紧凑型成像系统。

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