等离子体Luneburg透镜和Eaton透镜

等离子体学是一个跨学科领域，专注于局域和传播表面等离子体激元（SPPs）的独特性质——这是一种光子与金属准自由电子耦合的准粒子。特别是，它允许将光限制在比自由空间光子波长更小的尺寸内，并使得在单个纳米器件中匹配光子学和电子学相关的不同长度尺度成为可能。等离子体学的广泛应用已实现，包括生物传感、亚衍射极限成像、聚焦和光刻以及纳米光学电路。通过结构化金属表面或在金属上放置介电结构，已实现了基于等离子体学的光学元件，如波导、透镜、分束器和反射器，旨在操控二维表面等离子体波。然而，这些元件材料特性或几何形状的突变会导致SPPs散射增加，从而显著降低这些组件的效率。变换光学提供了一种前所未有的方法，通过空间变化材料的光学特性来任意引导光。受此方法启发，我们使用灰度光刻技术绝热地调控金属表面附近介电层的拓扑结构，展示了一种可以聚焦SPPs的等离子体Luneburg透镜。我们还实现了一种可以弯曲SPPs的等离子体Eaton透镜。由于这些透镜中光学特性是逐渐而非突变变化的，与先前报道的等离子体元件相比，由散射引起的损耗可以显著降低。