Spektrum ve polarizasyon eliptiklik tanıma ve yeniden yapılandırma için çok odaklı metaller

04 Nis 2023 (Nanowerk Haberleri) Yeni bir yayın Opto-Elektronik Bilimi (“Multi-foci metalens for spectra and polarization ellipticity recognition and reconstruction”) spektrum ve polarizasyon elipsliği tanıma ve yeniden yapılandırma için çok odaklı metalleri dikkate alır. Işığın temel özellikleri olan spektrum ve polarizasyon, ışık dalgalarının yayılmasıyla ilgili hayati bilgiler taşır. Örneğin, spektral görüntüleme, nesnelerin malzeme bileşimini yansıtabilirken, polarize görüntüleme, yüzeyin dokusu, ışık polarizasyonu ve/veya bir sahnenin optik özelliklerinin uzamsal dağılımı hakkında bilgi içerir. Işık dalga boyu ve polarizasyon tarafından sağlanan önemli bilgiler nedeniyle, multispektral ve polarize görüntüleme teknolojileri, arkeoloji, biyoloji, uzaktan algılama ve astronomi dahil olmak üzere çeşitli bilim ve teknoloji alanlarında büyük ilgi görmektedir. Geleneksel multispektral ve polarizasyon görüntüleme cihazları, istenen optik bilgileri toplamak için genellikle birden fazla çekim yapmayı gerektiren ve hacimli çok geçişli sistemlerden veya mekanik olarak hareketli parçalardan oluşan ve kompakt ve entegre optik sistemlere entegre edilmesi zor olan filtrelere ve polarizasyon analizörlerine dayanır. Şekil 1. Spektrum tasarımı ve polarizasyon elipsliği çözülmüş çok odaklı metaller. (Resim: Compuscript) metayüzeyler fazlar, amplitüdler ve polarizasyon durumları gibi ışık özelliklerinin tam kontrolünü sağlayan sistemler gösterilmiştir. Dalga boyu altı nanoyapılardan oluşan iki boyutlu optik cihazlar olarak, metayüzeyler entegre sistemlerin tasarımı için uygundur. Günümüzde metasurfaces, optik ekranlar, yörüngesel açısal momentum cihazları, ışın ayırıcılar, meta-holografi elemanları ve ışık alanı görüntüleme gibi birçok farklı tipte fonksiyonel optik cihazda kullanılmıştır. Entegre ve kompakt tasarımları gerçekleştirmek için polarizasyon ve multispektral optik sistemlerde metasurface elemanları kullanılmıştır. Bununla birlikte, büyük bir sayısal açıklık (NA) ile iyi bir görüntüleme performansını korurken aynı anda hem spektrum hem de polarizasyon çözülmüş işlevsellikleri elde edebilen metalens cihazlarının eksikliği devam etmektedir. Teknik açıdan, kutuplaşma durumunu belirlemek için en az üç izdüşüm gerekmesine rağmen, Poincare küresinin boylamı (aynı zamanda kutuplaşma elipsliği olarak da ifade edilir) olay yeri hakkında bol miktarda bilgi yansıtabilir. Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Prof. Wei Xiong, Prof. Jinsong Xia ve Prof. Hui Gao'nun araştırma grupları, spektrum ve polarizasyon elipsliğini gerçekleştirmek için bir spektrum ve polarizasyon elipsliği çözülmüş çok odaklı metalenler (SPMM) metodolojisi önerdiler. herhangi bir hareketli parçaya veya hacimli spektral ve polarizasyon optiğine ihtiyaç duymadan çözülmüş görüntüleme. Şekil 2. Lazer kaynağı ile SPMM kullanılarak multispektral ve polarize görüntüleme. (Görüntü: Compuscript) Daha önce gösterilen yaygın multispektral veya polarizasyon görüntüleme sistemlerinden farklı olarak, SPMM, optik toplama sürecini basitleştiren farklı konumlardaki on iki spektra ve polarizasyona bağlı görüntüsü nedeniyle istenen optik bilgiyi yalnızca tek bir çekimle toplayabilir. bilgi. Bu SPMM tasarımında, odak/görüntüleme düzlemindeki odakların/görüntülerin konumları ve yoğunlukları, gelen ışık ışınlarının polarizasyon elipsliği ve/veya spektrumları ayarlanarak değiştirilebilir. Bu nedenle, geliştirildiği şekliyle SPMM cihazı, odaklama ve görüntüleme gibi metallerin normal işlevlerini korurken, belirli polarizasyon elipsliği ve ayrık dalga boylarının (veya spektral bantların) hem algılama hem de yeniden oluşturma yeteneklerine sahiptir. Ve SPMM, aynı fabrikasyon boyutuna ve odak uzaklığına sahip rapor edilen mikro metal dizilimi tasarımından daha büyük NA nedeniyle üstün görüntüleme performansına sahip olan bir paylaşım açıklığı tasarımına sahiptir. SPMM'nin deneysel gösterileri, genel uygulanabilirliğini kanıtlamak için hem tutarlı hem de tutarsız ışıkla gerçekleştirilir. Görüntülenen nesnelerden gelen ışık, geleneksel yoğunluğa dayalı görüntüleme yöntemlerinde genellikle kaybolan veya göz ardı edilen çoklu dalga boyları ve polarizasyon elipsliği ile ilişkili zengin bilgiler içerir. Bu sorunu ele almak için SPMM, altı spektrum bandına ve iki ortogonal dairesel polarizasyon durumuna karşılık gelen farklı konumlarda on iki odak veya görüntü üretir. Ayrıca, belirli nesne alanlarıyla ilgili spektrumlar ve polarizasyon elipsliği (doğrusal, eliptik veya dairesel), odaklanma/görüntüleme konumları ve karşılık gelen göreli yoğunluklar belirlenerek çözülebilir ve yeniden yapılandırılabilir. Şekil 3. Sıradan beyaz ışık huzmeleri ile SPMM kullanan multispektral ve polarize görüntüleme. (Resim: Compuscript) SPMM'nin tasarımı ve fiziksel mekanizması, geometrik faz ve holografi ilkelerine dayanmaktadır. Enlemesine dağılan bir metalen gerçekleştirmek için, farklı konumlarda karşılık gelen odaklarla farklı çalışma dalga boylarına sahip çoklu lenslerin faz dağılımları, holografi ilkesiyle tek bir metasurface elemanına kodlanabilir. Polarizasyona bağlı metaller tasarımı, bu iki Hadamard ürün sonucunun toplanmasıyla elde edilebilir. Bu metallerin odak konumu, gelen ışık huzmesinin polarizasyonu değiştirilerek değiştirilebilir. Bu nedenle, on iki odaklı bir SPMM, Şekil 1'de gösterildiği gibi, iki enine dağılan metali rastgele tek bir metasürface elemanı olarak birleştirerek elde edilebilir. Bir mikro-metalens dizisine dayalı mevcut özel metasurface spektrumları veya polarizasyon algılama elemanları ile karşılaştırıldığında, SPMM görüntülemenin hem sıradan uyumlu (Şekil 2) hem de tutarsız ışık kaynakları (Şekil 3) ile gösterilmesi yoluyla, bu çalışma ultra kompakt multispektral ve polarize görüntüleme cihazlarının yapımı için pratik potansiyelini göstermiştir. karmaşık spektral filtreler veya mekanik olarak hareketli parçalar kullanan çok geçişli tasarım. Ayrıca, bu SPMM konsepti, Poincare küresi üzerinde hem boylam hem de enlem ile keyfi noktaların yeniden yapılandırılmasına genişletilebilir ve gelişmiş metaller tasarımı ve nanofabrikasyon teknikleri yoluyla spektral bantların çok daha ince bir şekilde bölünmesini sağlayabilir.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62735.php