超表面课题硕士，简单说说对超表面的理解

一蓑烟雨任平生

damon 发表于 2024-4-10 13:14
ZEMAX用binary2这个面型能设计衍射透镜，设计出来得到一个相位的分布。超透镜本质就是衍射透镜，对透镜的 ...

相位分布是如何得到的，如何进行相位采样，最后该用什么样的微纳结构代替采样点呢，求教大神

damon

一蓑烟雨任平生 发表于 2024-4-11 09:32
相位分布是如何得到的，如何进行相位采样，最后该用什么样的微纳结构代替采样点呢，求教大神
...

相位分布就是你在ZEMAX中优化得到的，普通的面型优化后得到SAG的分布，用bianry2面型优化后就得到相位的分布
采样越密越好，最大的采样间隔需要满足下式


需要用什么微纳结构主要取决于加工的工艺，还有具体的应用了。现在主要用传播相位和几何相位两种模式，具体看你的应用了。

14479

leomessiii 发表于 2024-1-30 12:39
请问超表面和二元衍射光学元件的区别是什么？光栅尺寸不一样吗？

本质都差不多啦，主要就是进行相位调制。从全息图来说，通过算法生成了一个相位分布图，超表面就是将每个具有对应相位的单元分布到对应的相位上。doe也就是阶梯化相位，来使得不同位置聚有对应的相位。

这个光栅不闪耀

leomessiii 发表于 2024-1-30 12:39
请问超表面和二元衍射光学元件的区别是什么？光栅尺寸不一样吗？

我对二元衍射光学元件没有很深入地了解，只能说简单谈一下。
超构表面是一系列亚波长的微纳结构组成的，能够实现对偏振，相位，振幅，角动量等光学参数任意便捷控制。最典型的例子就是超构透镜，除了聚焦之外。有的超构透镜能够在不同偏振态下实现不同的焦点位置，有的可以通过电控，温控，甚至拉伸进行调谐变焦。有的可以实现同时产生涡旋光聚焦和高斯聚焦，从而直接对物体边缘进行检测。甚至单个超构透镜可以进行一些简单的图像处理算法的实现。这都是更具有丰富的功能性的。

对于超构透镜和衍射透镜，他们是各有区分的。在nature communication上有一篇评论，比较了两者的区别。文章链接：The advantages of metalenses over diffractive lenses | Nature Communications

简单概括一下，
1.超构透镜更为轻薄。考虑到加工问题，文章提到的是，无论是衍射透镜还是超构透镜都各有挑战。（目前来看美国capasso课题组已经实现了10cm的超构透镜，并且用在了天文望远镜上，感觉上他们已经实现批量化生产了，毕竟还是和半导体工艺相关的。）
2.硅基的超构透镜是能够和Cmos集成的。
3.在成像性能上，可能两者差不多。高NA的DL可能很久就有了，但这种高NA的DL采用两级的形式，并且加工方式和metalens非常类似，只是说他不是周期性结构罢了。此外高NA的metalens也被中山大学报道了，并且它的聚焦效率也不低。
4.超构透镜最独特可能说还是偏振敏感性和可调谐能力吧。

这个光栅不闪耀

14479 发表于 2024-4-19 17:52
本质都差不多啦，主要就是进行相位调制。从全息图来说，通过算法生成了一个相位分布图，超表面就是将每个 ...

这里有一点区别，不局限于相位，应该说超构透镜能对复振幅操纵。