多個透鏡和部件的精密加工影響了精密測量
供稿單位 ：數理系 作者：王若星
本網訊：近日，我校青年教師王若星與英國赫瑞瓦特大學陳獻忠教授課題組合作，提出了一種基于多焦點超透鏡設計方案控制不同波長光束色散的新方法，實現了一種新型超表面光譜儀的設計與研發。該項研究成果以“Compact multi-foci metalens spectrometer”為題發表在光學領域國際頂級期刊、Nature子刊《Light: Science & Applications》上，最新影響因子20.257。這是我校首次以第一完成單位在《Light: Science & Applications》上發表論文，王若星為論文的共同第一作者（排名第一）。
圖 基于多焦點超透鏡的超表面光譜儀
光譜儀是各種重要光學現象（如熒光、拉曼散射等）的重要探測手段，廣泛應用于基礎研究、食品安全、藥品檢測、環境監測等領域。傳統光譜儀需要精心設計色散元件，實現光的分散、聚焦和收集檢測，而構成光學元件的材料折射率與光的波長有關，因此研究人員和技術人員通常設計多個透鏡和精密加工http://www.yuxingjiajuwujin.com.cn/部件以精確控制色散，如常見的單反相機的鏡頭往往需要十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裝復雜性問題的同時，也來光通量不足的問題，影響了精密測量。超表面是指一種亞波長厚度的人工材料/結構，能夠實現對電磁波的偏振、振幅、相位、極化方式、傳播模式等特性的操控。2011年哈佛大學F. Capasso教授提出概念和設計后，超表面被稱作“顛覆性基礎技術”之一，成為物理學、光學、光通信、光學傳感領域的研究熱點。
我校數理系光電信息研究所青年教師王若星、副教授李松濤與英國赫瑞瓦特大學陳獻忠教授課題組、哈爾濱工業大學李立教授、哈爾濱工程大學劉建龍教授、南方科技大學劉言軍副教授等合作，設計并制作了多焦點超透鏡，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180 nm的可見光范圍內實現了納米級分辨率的光譜識別，為片上光譜儀的研究提供了全新思路和方法。
論文鏈接：Compact multi-foci metalens spectrometer
