用于单次定量相位成像的非对称超表面光电探测器
光学
2023-08-29 v2
摘要
通过波前传感对纯相位物体进行可视化在从表面形貌到生物医学显微镜的广泛应用中十分重要,且通常需要涉及光学空间滤波、干涉测量或结构化照明的庞大复杂装置。在此,我们引入一种新型图像传感器,其基于涂覆有特殊设计的等离子体超表面的标准光电探测器,该超表面在表面法线周围产生响应度对入射角的非对称依赖,从而对光的局部传播方向具有独特敏感性。我们利用简单的光电导探测器平台展示了超表面设计、制备及角度敏感操作。随后,将测量结果与计算成像计算相结合,表明基于这些超表面像素的标准相机或显微镜无需任何额外光学元件即可直接可视化相位物体,其最先进的最小可探测相位对比度低于 10 mrad。此外,同一像素阵列上具有相等且相反角度响应的传感器组合可用于单次定量相位成像,并配套开发了定制重建算法。凭借其系统小型化与测量简便性,这些器件所实现的相位成像方法对于空间受限和便携式装置(如床旁成像与内窥镜)以及涉及自由移动物体的测量具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2306.06267,
title = {Asymmetric metasurface photodetectors for single-shot quantitative phase imaging},
author = {Jianing Liu and Hao Wang and Yuyu Li and Lei Tian and Roberto Paiella},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.06267},
year = {2023}
}
备注
26 pages, 5 figures