Metapinhole：无镜头的平面傅里叶光学
光学
2025-09-09 v1
摘要
4f 镜头系统是控制空间光调制器、成像系统和数据存储设备中角度的标准傅里叶光学构建模块。本工作提出首个纳米尺度等效系统的实现，实现了五个数量级的体积降低。通过工程化 metagrating 的角散射响应，实现了通过干涉角依赖的二维偶极共振、拉米利异常和 Kerker 类似的偶极消取消除来实现锐利边界的空间滤波。该 metagrating 可作为高效低通和可控高通角度滤波器工作于透射模式。此外，diffraction 可控的角度不变性跨越整个空间傅里叶空间，使反射中的可调带通滤波成为可能。该无镜头方法为在尺寸、成本或实际操作困难的电磁波段（如太赫兹或红外范围）实现空间滤波提供了紧凑、不需精准对准的解决方案，并支持无需复杂机械调节即可实现可移动光束的空间滤波。它还实现了对不同中心波长的多样化空间滤波功能的单次实现，并将空间滤波扩展至极低相干长度的信号。
引用
@article{arxiv.2509.05555,
title = {Metapinhole: Planar Fourier Optics Without Lenses},
author = {Mahmoud A. A. Abouelatta and Karim Achouri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.05555},
year = {2025}
}