作者:维尔克斯 时间:2024-11-5 9:52:06
超透镜(Metalenses)是一种二维平面透镜,又称超构透镜或超表面结构透镜,它运用纳米工艺和微纳光学原理制造。通过精准的调整镜头表面和微纳结构的高度,旋转方向,形状来改变光的偏振和振幅、相位,从而对入射光进行特定的调控
参数
高度7-8um
周期3um
孔径1.3~2.8um
尺寸4英寸
加工能力
最大高度5-6um
周期3um
最大尺寸8英寸
基底材质:硅片
原理
超透镜(Metalenses),一般是利用介电表面的亚波长“超原子”图案来控制入射光线。具体说就是,超原子图案改变入射光束的相位分布,导致光束弯曲(重定向)。超原子是纳米级结构,有不同的大小和形状,它在透镜上的位置是任意的,是为了控制光的相互作用。
为了实现这种相位控制,超透镜(Metalenses)需要在超原子的折射率和周围材料的折射率之间实现较大的差异。超透镜的材料具体取决于应用的目标波长范围,材料吸收应当尽可能小,并且制造的技术能够满足特征尺寸要求。
比如,硅通常被认为可用于激光雷达传感器等近红外(IR)应用,而对于氮化镓、氮化硅和二氧化钛,则考虑用于可见波长范围内的摄像头相关应用。
超透镜的制造方法——纳米压印技术Nanoimprint Lithography,简称NIL或NIP
我们的超透镜使用纳米压印技术(Nanoimprint Lithography,简称NIL或NIP)制作,纳米压印技术(Nanoimprint Lithography,简称NIL或NIP)是一种用于微纳电子结构转移的印刷复制技术,利用机械转移手段,通过图案化的模板,将微纳电子结构复制到待加工材料上。
表面结构
超透镜主要有两种超表面结构:电介质、等离子体。
介电材料用于许多标准光学元件,可制备产生亚波长散射的超表面和在入射光脉冲中引入相位延迟,有些介电材料还可用于衍射限制、创建无像差、偏振无关的聚焦,并且其可在很宽的波长范围宽泛的带宽范围内工作。
等离子体激元材料有利于电磁辐射的振幅整形,而且可以在广泛的带宽范围内使用。材料中的等离激元模式定义明确,可用于制造透镜,并且各种改性(例如添加层来滤除更高阶等离激元模式)也有助于提高最终元透镜的效率。
应用
在需要减小系统中光学元件的尺寸和重量的场景中,超透镜可以很好的解决问题。比如移动相机、消费电子、汽车、AR/MR显示等,其中包括用于自动驾驶汽车和面部识别系统中的3D传感的激光雷达、显微镜和内窥镜等医疗设备、机器视觉和红外摄像头等监控系统、CMOS图像传感器、手机摄像头及AR/VR设备等显示和成像系统以及全息图。