基于激光自生成纳米颗粒的低反射全玻璃超透镜
光学
2026-03-10 v1
摘要
亚波长纳米结构构成的光学超透镜在高功率激光光学中具有巨大的前景，但也受限于其目前的孔径尺寸、通量和耐久性。本文提出了一种替代方法，依赖于激光控制的自组织掩模形成 followed by ion 刻蚀， resulting in an all-fused-silica-glass metasurface。制造了两个直径为 1 mm 的光学元件（一个轴棱镜和一个遮光器），其在 532 nm 波长处的光学性能得到验证，具有极低的宽带反射率 (<0.15%)——这一结果源于独特的超透镜元件形状。自组织工作原理使我们能够一次性产生大量纳米元件，从而实现孔径尺度放大；也使得可生成亚 100 nm 的纳米元件，从而实现更短波长的工作。为实现可行性，本文提出了两个关键进展：激光扫描配合现场传输反馈，可实现对刻蚀掩模至所需纳米颗粒分布的刻蚀；而精心设计的超出掩模侵蚀点的刻蚀，可将超透镜相位差提升至至少 pi，同时保持极低的反射率。这为需要大孔径、高通量和激光耐久性的高功率激光光学铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2603.08673,
title = {Low Reflectance All-Glass Metasurface Lenses Based on Laser Self-generated Nanoparticles},
author = {Jae Hyuck Yoo and Nathan J. Ray and Mike A. Johnson and Hoang T. Nguyen and Eyal Feigenbaum},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.08673},
year = {2026}
}