基于层状石墨烯和氮化硼的紫外介电超透镜

超透镜作为一种新型变换光学器件，是一种有前途的实时超分辨率透镜，可以有效将倏逝波转换为传播波，从而突破衍射极限。然而，先前的超透镜实现通常采用金属，这会在光传输过程中吸收大部分能量，从而降低成像效率。在这里，我们提出了一种基于介电层状石墨烯和六方氮化硼（h-BN）的新型超透镜设计，其性能可以超越相应的金属设计。我们的第一性原理和克拉默斯-克勒尼希关系计算表明，层状石墨烯和层状h-BN在紫外光谱区域都表现出强烈的各向异性特性，其中垂直于光轴方向的介电常数分量可以为负，而平行于光轴方向的分量可以为正。基于各向异性特性，我们设计了平面和圆柱形超透镜，并分别用1200 THz的层状石墨烯和1400 THz的层状h-BN进行了数值验证。我们的工作提供了一种介电超透镜方法，以克服紫外频率下的衍射极限，这可能适用于需要在分子和细胞尺度上对亚波长特征进行动态成像的应用。