多個透鏡和部件的精密加工影響了精密測量

供稿單位 ：數理係 作（zuò）者：王若星

本網訊：近日，我校青年教師王若星（xīng）與英國赫瑞瓦特大學陳獻（xiàn）忠教授課題組合作，提出了一種基於多焦點超透鏡設計方案控（kòng）製不（bú）同波（bō）長光束色散的新方法，實現了一種新型超表麵光譜儀的設計與研發。該項研究成果以“Compact multi-foci metalens spectrometer”為題發表（biǎo）在光學領域國際頂級期刊、Nature子刊《Light: Science & Applications》上，最（zuì）新影響因子（zǐ）20.257。這是我校首次以第一完成（chéng）單位在（zài）《Light: Science & Applications》上發表論文，王若（ruò）星為（wéi）論文的共同第（dì）一作者（排名第一（yī））。

圖 基（jī）於多焦點超透鏡（jìng）的超（chāo）表麵光譜儀

光譜儀是各種（zhǒng）重要光學現象（如熒光、拉曼（màn）散射等）的重要探測手段，廣泛應用於基礎研究、食品安全（quán）、藥（yào）品檢測、環（huán）境監測等領域。傳統光譜儀需要精心設計色散（sàn）元件，實現光的分（fèn）散、聚焦和收集檢測，而構（gòu）成光學元件的材料折射率與光的波長有關，因此研究人（rén）員和技術人員（yuán）通常設計多個透鏡和精密加（jiā）工http://www.dxqiumoji.com/部件以精確控（kòng）製色（sè）散，如常見的單反相機的鏡頭往（wǎng）往需要十（shí）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（zǔ）裝複（fù）雜性問題的同時，也來光通量不足的問題，影響了精密測（cè）量。超表麵是指一種亞波長厚度的（de）人工（gōng）材料/結（jié）構，能（néng）夠實現對電磁波的偏振、振幅、相位、極化方（fāng）式、傳播模式等特（tè）性的操控。2011年哈佛大學（xué）F. Capasso教（jiāo）授提出概（gài）念和設計後，超表麵被（bèi）稱作（zuò）“顛覆性基礎技術”之一，成為物（wù）理學、光學、光通信、光學傳（chuán）感領域的研（yán）究熱點。

我校數（shù）理係光電信（xìn）息研究所青年教師王若星、副教（jiāo）授李鬆濤（tāo）與英國赫瑞瓦特大學陳獻忠教授課題組、哈（hā）爾濱工業（yè）大學李立教授、哈爾濱工（gōng）程大學劉建龍教授、南方科技大學劉言軍副教授（shòu）等合作，設計並製作了多焦點超透鏡，實現了不同波長光束色散調控；在工作距離僅為300 μm的情況下，在帶寬為（wéi）180 nm的可見光範圍內實現了納米級（jí）分辨（biàn）率的光譜識（shí）別，為片上光譜儀的研究提供了全（quán）新思路和方法。

論文鏈接：Compact multi-foci metalens spectrometer