Mitme fookusega metaleenid spektrite ja polarisatsiooni elliptilisuse tuvastamiseks ja rekonstrueerimiseks

04. aprill 2023 (Nanowerki uudised) Uus väljaanne alates Opto-elektroonika teadus ("Mitme fookusega metaleenid spektrite ja polarisatsiooni elliptilisuse tuvastamiseks ja rekonstrueerimiseks") arvestab spektrite ja polarisatsiooni elliptilisuse tuvastamiseks ja rekonstrueerimiseks mitme fookusega metaleene. Valguse põhiomadustena kannavad spektrid ja polarisatsioon olulist teavet valguslainete levimise kohta. Näiteks võib spektraalkujutis peegeldada objektide materjali koostist, samas kui polariseeritud kujutis sisaldab teavet pinna tekstuuri, valguse polarisatsiooni ja/või stseeni optiliste omaduste ruumilise jaotuse kohta. Valguse lainepikkusest ja polarisatsioonist tuleneva olulise teabe tõttu pakuvad multispektraalsed ja polariseeritud pilditehnoloogiad märkimisväärset huvi erinevates teaduse ja tehnoloogia valdkondades, sealhulgas arheoloogias, bioloogias, kaugseires ja astronoomias. Tavapärased multispektraalsed ja polarisatsiooniga pildistamise seadmed põhinevad filtritel ja polarisatsioonianalüsaatoritel, mis tavaliselt nõuavad soovitud optilise teabe kogumiseks mitu võtet ja koosnevad mahukatest mitme läbipääsuga süsteemidest või mehaaniliselt liikuvatest osadest ning neid on keeruline kompaktsetesse ja integreeritud optilistesse süsteemidesse integreerida. Joonis 1. Spektri ja polarisatsiooni elliptilisusega lahendatud mitme fookusega metaleenide disain. (Pilt: Compuscript) Metapinnad mis saavutavad täieliku kontrolli valguse omaduste, nagu faasid, amplituudid ja polarisatsiooniseisundid, üle. Kahemõõtmeliste optiliste seadmetena, mis koosnevad alamlainepikkustest nanostruktuuridest, sobivad metapinnad integreeritud süsteemide projekteerimiseks. Tänapäeval on metapindasid kasutatud paljudes erinevat tüüpi funktsionaalsetes optilistes seadmetes, nagu optilised kuvarid, orbiidi nurkkiiruse seadmed, kiirte jagajad, meta-holograafiaelemendid ja valgusvälja kujutised. Integreeritud ja kompaktsete disainilahenduste realiseerimiseks on polarisatsiooni- ja multispektraalsetes optilistes süsteemides kasutatud metapinna elemente. Siiski on endiselt puudus metallist seadmetest, mis suudaksid saavutada samaaegselt nii spektri- kui ka polarisatsioonilahendusega funktsioone, säilitades samal ajal hea kujutise jõudluse suure numbrilise avaga (NA). Tehnilisest küljest, kuigi polarisatsiooni oleku määramiseks on vaja vähemalt kolme projektsiooni, võib Poincare'i sfääri pikkuskraad (väljendatud ka polarisatsiooni elliptilisusena) kajastada ka stseeni rikkalikku teavet. Prof Wei Xiongi, prof Jinsong Xia ja prof Hui Gao Huazhongi Teadus- ja Tehnoloogiaülikoolist koosnevad uurimisrühmad pakkusid spektri- ja polarisatsioonielliptilisuse realiseerimiseks välja spektri- ja polarisatsioonielliptilisusega lahendatud multi-foci metalens (SPMM) metoodika. lahendatud pildistamine ilma liikuvate osade või mahuka spektraal- ja polarisatsioonioptikata. Joonis 2. Multispektraalne ja polariseeritud kujutis, kasutades laserallikaga SPMM-i. (Pilt: Compuscript) Erinevalt varem demonstreeritud tavalistest multispektraalsetest või polarisatsiooniga pildistamissüsteemidest suudab SPMM koguda soovitud optilist teavet vaid ühe võttega tänu oma kaheteistkümnele spektrist ja polarisatsioonist sõltuvale pildile erinevates kohtades, mis lihtsustab optiliste andmete kogumise protsessi. teavet. Selles SPMM-i konstruktsioonis saab fookuste/kujutiste asukohti ja intensiivsust fookus-/pildistamistasandil muuta, häälestades langevate valguskiirte polarisatsiooni elliptilisust ja/või spektreid. Seetõttu on väljatöötatud SPMM-seadmel nii spetsiifilise polarisatsiooni elliptilisuse kui ka diskreetsete lainepikkuste (või spektriribade) tuvastamise ja rekonstrueerimise võime, säilitades samal ajal metallide normaalsed funktsioonid, nagu teravustamine ja pildistamine. Ja SPMM-il on jagatava ava disain, millel on parem pilditöötlusvõime tänu suuremale NA-le kui teatatud mikrometallide massiivi disainil, millel on sama tootmissuurus ja fookuskaugus. SPMM-i eksperimentaalsed demonstratsioonid viiakse läbi nii koherentse kui ka ebajärjekindla valgusega, et tõestada selle üldist rakendatavust. Kujutiste objektide valgus sisaldab rikkalikku teavet, mis on seotud mitme lainepikkuse ja polarisatsiooni elliptilisusega, mis traditsiooniliste intensiivsuspõhiste pildistamismeetodite puhul tavaliselt kaob või ignoreeritakse. Selle probleemi lahendamiseks genereerib SPMM erinevates positsioonides kaksteist fookust või pilti, mis vastavad kuuele spektriribale ja kahele ortogonaalsele ringikujulisele polarisatsiooni olekule. Lisaks saab konkreetsete objektipiirkondadega seotud spektreid ja polarisatsioonielliptilisust (lineaarne, elliptiline või ümmargune) lahendada ja rekonstrueerida, tuvastades teravustamis-/pildistamisasendid ja vastavad suhtelised intensiivsused. Joonis 3. Multispektraalne ja polariseeritud kujutis, kasutades SPMM-i tavaliste valgete valguskiirtega. (Pilt: Compuscript) SPMM-i disain ja füüsiline mehhanism põhinevad geomeetrilise faasi ja holograafia põhimõtetel. Ristsuunaliselt hajutavate metallide realiseerimiseks saab mitme erineva töölainepikkusega läätsede faasijaotused koos vastavate fookustega erinevates positsioonides kodeerida holograafiapõhimõtte abil ühte metapinna elemendiks. Polarisatsioonist sõltuva metallide disaini saab nende kahe Hadamardi tootetulemuse liitmisel. Selle metaleeni fookusasendit saab lülitada langeva valgusvihu polarisatsiooni muutmisega. Seetõttu saab kaheteistkümne fookusega SPMM-i saada, kombineerides juhuslikult kaks põiki hajutavat metalensi ühe metapinna elemendina, nagu on näidatud joonisel 1. Võrreldes olemasolevate spetsiaalsete metapinna spektri- või polarisatsioonituvastuselementidega, mis põhinevad mikrometallide massiividel, SPMM-kujutise demonstreerimise kaudu nii tavaliste koherentsete (joonis 2) kui ka mittekoherentsete valgusallikatega (joonis 3) on see töö näidanud oma praktilist potentsiaali ultrakompaktsete multispektraalsete ja polariseeritud kujutise seadmete ehitamiseks ilma, et oleks vaja mitme läbipääsuga disain, kasutades keerulisi spektraalfiltreid või mehaaniliselt liikuvaid osi. Veelgi enam, seda SPMM-i kontseptsiooni saab laiendada nii pikkus- kui ka laiuskraadidega suvaliste punktide rekonstrueerimisele Poincare'i sfääril ja saavutada täiustatud metallide disaini ja nanotootmistehnikate abil spektriribade palju peenem jaotus.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62735.php