基于超表面透镜阵列光学多参量成像研究获得突破

同时获得光束的振幅、相位和偏振信息是一项非常有意义的工作，研究团队创建了一个广义的Hartmann-Shack超表面透镜阵列，该阵列不仅能够测量光束的振幅和相位梯度分布，而且可同时测量空间偏振分布。该研究团队在武汉光电国家研究中心微纳加工与测试平台成功地制备出了基于硅（Silicon）超表面材料的多维光学参量成像芯片，该芯片是由偏振敏感的超表面透镜阵列所构成，其数值孔径为0.32，平均聚焦效率为28%，工作波长为1550nm，可以实时完成光束振幅、相位、偏振态的二维测量，且具有良好的测量精度。在这篇论文中，研究人员详细地阐述了多维光学参量成像芯片的设计思想，并对18种不同偏振态的光进行了测量。同时为了验证该芯片具备对于复杂相位、偏振态分布的探测能力，研究人员对不同矢量光束与涡旋光束也进行了探测，实验结果与理论值吻合得很好。研究团队已于2017年初将该项工作申请了国家发明专利（申请号：201810111548.1）。该研究成果能够实现对光束强度、偏振、相位等多维信息的实时成像，且具有工艺简单、系统集成度高的优点，将会在诸多光学探测、成像等领域有令人期待的应用前景。

图3.不同矢量光束探测的结果

 图4.涡旋光探测的结果

该研究得到了国家自然科学基金、“863计划”、华中科技大学创新基金、武汉光电国家研究中心的支持。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-07056-6 

OI：https://doi.org/10.1038/s41467-018-07056-6