可见光多色空间板

任何光学系统的极致微型化都依赖于减少或消除光学元件之间的自由空间间隙。最近，被称为空间板的非局域平面光学元件被引入，以有效压缩光传播的空间。然而，由于固有的有限工作带宽和在可见光范围内的功能低效，当前空间板设计仍无法实现可见光谱内的空间压缩。在此，我们引入了多色空间板，在可见光谱的三个不同颜色通道上执行消色差空间压缩，以显著微型化彩色成像系统。在这种方法中，我们首先基于可扩展结构和广泛用于制造超光学组件的介电材料，设计了在可见光波长下具有高压缩因子和高透射振幅的单色空间板。然后我们展示了，具有适当设计的透射响应的单色空间板经过色散工程组合后，形成了可消色差工作的多色空间板。所提出的多色空间板由非晶二氧化钛和二氧化硅层组成，以高达 4.6 的压缩比有效替代了自由空间体积，超越了由相同材料制成的连续宽带空间板所能达到的效果。我们设计单色与多色空间板的策略以及所呈现的结果表明，在可见光范围内可以实现强烈的空间压缩效应，并可能最终促成新一代用于各种应用的超薄光学器件。