基于非直观设计随机形状超原子的宽带偏振无关消色差超透镜
光学
2021-03-22 v1
摘要
超表面透镜，即金属透镜(metalens)，是能够调控入射光特性并赋予输出波前透镜状波前的超薄平面纳米结构。尽管它们在光学未来小型化方面展现出 promising (有前景的)潜力，但其衍射本质所固有的色差阻碍了诸多实际应用。当前创建消色差金属透镜的解决方案通常需要在大量超原子中搜索以满足相位及相位色散要求的设计，导致密集的设计工作量。此外，多数设计基于由设计者直觉与经验驱动的规则形状天线，因而仅覆盖有限的设计空间。在此，我们提出一种逆向设计方法，可高效生成宽带消色差金属透镜所需的非直观几何形状超原子。我们将生成的形状限制为具有四重反射对称性，从而使所得金属透镜偏振不敏感。另外，由我们的方法生成的超原子天然具有圆角与圆弧边缘，使其利于纳米加工。我们的实验表征表明，我们的金属透镜在近红外波段465 nm的宽带宽内展现出优越性能。我们的方法为设计高性能消色差金属透镜提供了快速高效的途径，并为其他超光子器件的非直观设计提供了新见解。
引用
@article{arxiv.2103.10845,
title = {Broadband Polarization-Independent Achromatic Metalenses with Unintuitively-Designed Random-Shaped Meta-Atoms},
author = {Xiaojie Zhang and Haiyang Huang and Xuexue Guo and Xingwang Zhang and Yao Duan and Xi Chen and Shengyuan Chang and Yimin Ding and Xingjie Ni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.10845},
year = {2021}
}