Широкополосная ахроматическая металинза фокусирует свет независимо от поляризации: новый дизайн удваивает эффективность металинзы

Исследователи полагали, что симметричные наноструктуры, такие как круглые столбы, были важными строительными блоками для разработки фотонных устройств, нечувствительных к поляризации. Теперь исследователи из Гарварда Джон А. Школа инженерных и прикладных наук Полсона (SEAS) разработала нечувствительную к поляризации металинзу, состоящую из несимметричных наноребер, которая может ахроматически фокусировать свет в видимом спектре без аберраций. Этот плоский объектив можно использовать для всего, от гарнитур виртуальной или дополненной реальности до микроскопии, литографии, датчиков и дисплеев.
«Сделав эту линзу нечувствительной к поляризации, мы удвоили эффективность металинзы по сравнению с предыдущими версиями», – сказал Вей Тинг Чен, научный сотрудник SEAS и первый автор статьи. «Это первая статья, демонстрирующая как ахроматическую, так и нечувствительную к поляризации фокусировку в видимом спектре."

Исследование проводилось под руководством Федерико Капассо, Роберта Л. Профессор прикладной физики Уоллеса и старший научный сотрудник по электротехнике Винтон Хейс в SEAS, опубликовано в Nature Communications.
В предыдущем исследовании Капассо, Чен и их команда продемонстрировали, что массивы нанофинков из диоксида титана могут одинаково фокусировать световые волны и устранять хроматическую аберрацию, но эти линзы могут фокусировать только свет с круговой поляризацией.

«Это означало, что мы фактически отбрасывали половину падающего света, который не обладает правильной поляризацией», – сказал Александр Чжу, соавтор исследования и аспирант SEAS.
В этом последнем проекте исследователи изменили расположение нановолокон, расположив каждую опору так, чтобы она была параллельна или перпендикулярна своему соседу.
«Этот новый дизайн дает нам большую свободу в настройке геометрических параметров металинзы, что позволяет нам лучше достигать ахроматической фокусировки во всем видимом диапазоне», – сказал Чен.

«Далее мы стремимся максимизировать эффективность и создавать ахроматические метализы гораздо большего размера, чтобы использовать их в повседневной жизни для широкого спектра применений», – сказал Капассо
Управление технологического развития Гарварда защитило интеллектуальную собственность, связанную с этим проектом, и изучает возможности коммерциализации.

Соавторами этого исследования являются Джаред Сислер и Замир Бхарвани. Он был поддержан Управлением научных исследований ВВС США и Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США.

Пластиковые машины