基于半嵌入结构的超透镜共聚焦特性
CSTR:
作者:
作者单位:

(桂林电子科技大学 1. 信息与通信学院 微电子器件与集成电路重点实验室;2. 光电工程学院, 广西 桂林 541004)

作者简介:

肖功利(1975-),男,博士,研究员,硕士生导师,主要从事微纳光电子方面的研究;

通讯作者:

中图分类号:

TN256

基金项目:

国家自然科学基金项目(62165004,61805053);广西自然科学基金项目(2023GXNSFAA026108);桂林电子科技大学研究生创新项目(2022YCXS047,2021YCXS040).通信作者:杨宏艳 E-mail:hyyang@guet.edu.cn


Confocal Properties of Metalens Based on Semi-embedded Structure
Author:
Affiliation:

(1. Key Laboratory of Microelectronic Devices and Integrated Circuits, School of Information and Communication;2. School of Optoelectronic Engineering, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, CHN)

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    设计了一种1∶1比例的半嵌入全介质超透镜,该透镜能够实现不同窄波段的共聚焦特性。采用时域有限差分法对不同高度和晶格常数下纳米单元的相移进行了数值分析。基于惠更斯-菲涅耳原理,构建了1环(半径为7.7μm)和3环(半径为13.5μm)的超透镜,并对比分析了它们的聚焦特性。在3环设计下,当波长为600nm、线偏振光时,超透镜的焦距离设计目标偏差约为2.2%,焦点半高全宽为1.1μm,聚焦效率达到68.28%。此外,还对650~490nm波段内的超透镜色散进行了分析,并得到了650~550nm波段内100nm带宽和550~490nm波段内60nm带宽的恒定共聚焦焦点,这是由于焦深的存在所导致的。所设计的超透镜结构具有偏振不敏感、亚衍射极限聚焦、变焦和窄波段共聚焦的特性,在超分辨率、光路复用、彩色成像等领域具有潜在的应用价值。

    Abstract:

    In this paper, a 1∶1 semi-embedded all-medium metalens was designed, which could realize confocal characteristics of different narrow bands. The time domain finite difference method was used to analyze the phase shift of nanocrystals at different heights and lattice constants. Based on Huygens-Fresnel principle, 1-ring (7.7μm radius) and 3-rings (13.5μm radius) metalens were constructed and their confocal properties were compared and analyzed. Under the 3-ring design, when the wavelength was 600nm and the light was linearly polarized, the design target deviation of the focal distance of the metalens was about 2.2%, the full width at half maximum of the focal was 1.1μm, and the focusing efficiency reached 68.28%. In addition, the dispersion of the metalens in the band 650~490nm was analyzed, and a constant confocal focus of 100nm bandwidth in the band 650~550nm and 60nm bandwidth in the band 550~490nm was obtained, which was caused by the presence of focal depth. The designed metalens structure has the characteristics of polarization insensitivity, sub-diffraction-limited focusing, zoom and narrow band confocal, which has potential application value in the fields of super resolution, optical multiplexing and color imaging.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

肖功利,陈佳宇,杨宏艳,赖子凡,周嗣童,李海鸥,刘兴鹏,陈赞辉.基于半嵌入结构的超透镜共聚焦特性[J].半导体光电,2023,44(6):889-894. XIAO Gongli, CHEN Jiayu, YANG Hongyan, LAI Zifan, ZHOU Sitong, LI Haiou, LIU Xingpeng, CHEN Zanhui. Confocal Properties of Metalens Based on Semi-embedded Structure[J].,2023,44(6):889-894.

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2023-07-18
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2023-12-27
  • 出版日期:
文章二维码

漂浮通知

①《半导体光电》新近入编《中文核心期刊要目总览》2023年版(即第10版),这是本刊自1992年以来连续第10次被《中文核心期刊要目总览》收录。
②目前,《半导体光电》已入编四个最新版高质量科技期刊分级目录,它们分别是中国电子学会《电子技术、通信技术领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国图象图形学学会《图像图形领域高质量科技期刊分级目录》(T3)、中国电工技术学会《电气工程领域高质量科技期刊分级目录》(T3)和中国照明学会《照明领域高质量科技期刊分级目录》(T2)。
③关于用户登录弱密码必须强制调整的说明
④《半导体光电》微信公众号“半导体光电期刊”已开通,欢迎关注