消色差衍射透镜的极限

近年来，关于消色差超透镜与衍射透镜的报道众多。然而，此类消色差平面透镜的实用应用（即便有）极少，这引发了对这些透镜在涉及宽带照明的现实情形中提供解决方案之潜力的质疑。近期一篇论文给出了消色差超透镜性能的极限。但该极限是否也适用于衍射透镜？未必如此。本文推导了消色差衍射透镜性能的极限。具体而言，我们表明消色差衍射透镜可覆盖宽光谱范围，仅受限于由与特征深度和尺寸相关的制造限制所引起的效率损失。另一方面，我们表明消色差衍射透镜仅在极低菲涅耳数下才能提供近衍射极限性能，即它们无法同时提供大聚焦能力与宽带响应。继而我们将消色差超透镜与衍射透镜的极限进行比较，以试图理解不同类型平面透镜的潜力。我们的发现可为更好地评估平面透镜性能、理解其能力与局限，以及探索新颖设计概念与应用奠定基础。