超透镜的应用
发布时间:
2024-11-06
超构透镜轻薄小巧,功能大大超越传统透镜,是一种利用纳米结构聚光进而达到避免色差出现的平面,即超构表面。与传统透镜相比,被称为超构表面的光学纳米材料平面透镜重量大大降低。当超构表面的亚波长纳米结构形成特定的重复模式时能模拟折射光线的复杂曲率,没有传统透镜笨重,且在减少畸变的情况下聚焦光线的能力得以改善。
透镜是一种基础光学元件,在日常生活中被广泛应用,例如相机、眼镜、显微镜等。传统透镜对于不同波长的光线具有不同的折射率,因此无法将各种颜色的光线聚焦到同一点上,从而产生色差,导致图像失真。
为了解决色差的问题,传统的成像系统将多个不同厚度和材质的曲面透镜叠加在一起。再薄、再紧凑则会导致图像失真和不清晰,这也是为什么大功率显微镜和长焦镜头会由于透镜不可打破的物理规则,厂商们已经把镜头做的那么大的原因。但是,这种解决方案却是以增加系统复杂度和重量为代价的。
然而,一种新型透镜可以解决上述问题,即超构透镜metalens。超构透镜具有纳米结构的扁平表面,即超构表面metasurface,能利用纳米结构聚光让入射光投射到期望的地方。
超构透镜轻薄小巧,功能大大超越传统透镜,是一种利用纳米结构聚光进而达到避免色差出现的平面,即超构表面。与传统透镜相比,被称为超构表面的光学纳米材料平面透镜重量大大降低。当超构表面的亚波长纳米结构形成特定的重复模式时能模拟折射光线的复杂曲率,没有传统透镜笨重,且在减少畸变的情况下聚焦光线的能力得以改善。
在任何需要减小系统中光学元件的尺寸和重量的情况下,超透镜都有用武之地。其中包括用于自动驾驶汽车和面部识别系统中的3D传感的激光雷达、内窥镜和显微镜等医疗设备、红外和机器视觉摄像头等监控系统、手机摄像头、CMOS图像传感器及AR/VR设备等显示和成像系统以及全息图。
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