多個透鏡和部件（jiàn）的精密加工影響了精（jīng）密測量

供稿單位 ：數理係 作者：王若星

本網訊：近（jìn）日，我校青年教師王若星與英國赫（hè）瑞瓦特大學陳獻（xiàn）忠教授課題組合作，提出了一種基於多焦點超透鏡設（shè）計方（fāng）案（àn）控製不（bú）同波長光束色散的新方法，實現了一種新型超表麵（miàn）光譜儀的設（shè）計與研發。該項研究成果以“Compact multi-foci metalens spectrometer”為題發表在光學領域國際頂級期刊、Nature子刊《Light: Science & Applications》上（shàng），最新影響因子20.257。這是我校首次以（yǐ）第一完成單位在《Light: Science & Applications》上發表論文，王若星為（wéi）論文的共同（tóng）第一作者（zhě）（排名第一）。

圖 基於多焦點超透（tòu）鏡的超表麵光譜儀

光譜儀是各種重要光學現象（如熒（yíng）光、拉曼散射等）的重要探（tàn）測手（shǒu）段，廣泛應用於基礎研究、食品安全、藥品檢測、環境監（jiān）測等領域。傳（chuán）統光譜儀需要精（jīng）心設計色散元件，實現光的（de）分散、聚焦（jiāo）和收集檢測，而構成光學元件的材料折射率與光的波長（zhǎng）有關，因此研究人員和技術人員通（tōng）常（cháng）設計多個透鏡（jìng）和精密加工http://www.dgszm.com/部件以精確控製色散，如常見的（de）單反相機的鏡（jìng）頭往往需要十多支甚至更多的鏡片（piàn）。然而，多個透鏡和部件的精密加工，帶來了體積大和加工組（zǔ）裝複雜性問題的同時，也來光通量不足的問題，影響了精密測量。超表麵是（shì）指一種亞波長厚度的人工材料/結構（gòu），能夠實現對電（diàn）磁波的偏振、振幅、相位、極化方式（shì）、傳播模式等特性的操控。2011年哈佛大學F. Capasso教授提出（chū）概念和設計後，超（chāo）表麵（miàn）被稱作“顛覆性基礎（chǔ）技術”之一，成為（wéi）物理（lǐ）學、光（guāng）學、光通信、光學傳感領（lǐng）域的研（yán）究熱點（diǎn）。

我校數理係光電信（xìn）息研究（jiū）所青年教師王（wáng）若星、副教授李鬆濤與英國赫瑞瓦特大學陳獻（xiàn）忠教授（shòu）課題組、哈爾濱工業大學李立教授、哈爾濱工程大學劉建龍教授、南方科技（jì）大學劉（liú）言軍副教授等合作，設計並製（zhì）作了（le）多焦點超透鏡，實現了不同波長光束色散調控；在工作距離僅為300 μm的情況下，在（zài）帶寬為180 nm的可見（jiàn）光範圍內實現了（le）納米級分辨率的光譜識別，為片上光譜（pǔ）儀的研究提（tí）供了全新思路（lù）和方法。

論文鏈接（jiē）：Compact multi-foci metalens spectrometer