超構(gòu)光學(xué)101 

超構(gòu)光學(xué)^[1]利用超原子陣列(也稱(chēng)為人工天線(xiàn))來(lái)操控入射電磁輻射(包括光)的光學(xué)響應(yīng)，如振幅、相位和偏振。此外，它們還具有扁平、超薄、輕質(zhì)和緊湊的獨(dú)特物理特性。

因此，通過(guò)設(shè)計(jì)緊湊的非傳統(tǒng)金屬透鏡甚至超構(gòu)結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)一系列復(fù)雜的特定任務(wù)光學(xué)功能，而這些功能是傳統(tǒng)方法根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。廣義來(lái)說(shuō)，這些功能包括衍射極限聚焦、高聚焦效率、光束轉(zhuǎn)向、偏振控制和色散工程。其主要的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槌上窈蛡鞲小?/span>

 用于電信和成像的超構(gòu)光纖 

超構(gòu)光學(xué)元件可以使用納米壓印光刻技術(shù)^[2]制造到表面上或內(nèi)部?；陔p光子聚合的3D激光納米打印技術(shù)，能夠在任何光學(xué)表面上，甚至是光纖尖端的輸出端，構(gòu)建微小的光學(xué)結(jié)構(gòu)^[3]。這使得單模光纖等能夠針對(duì)不同的光子應(yīng)用實(shí)現(xiàn)功能化。

Ren等人^[4]展示了在單模通信光纖端面上的3D消色差衍射金屬透鏡。通過(guò)對(duì)構(gòu)成超構(gòu)光學(xué)元件的微小結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)設(shè)計(jì)，在1250至1650nm的整個(gè)近紅外通信波長(zhǎng)范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了消色差且與偏振無(wú)關(guān)的聚焦效果。

 多波長(zhǎng)表征 

作者對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行了描述，并展示了在整個(gè)1250至1650nm通信光譜范圍內(nèi)多達(dá)8個(gè)不同(等間距)波長(zhǎng)通道下所呈現(xiàn)的消色差特性。

為了做到這一點(diǎn)，他們使用了NKT Photonics公司的超連續(xù)譜白光光纖激光器SuperK FIANIUM。通過(guò)將其與波長(zhǎng)選擇器耦合，作者能夠自由選擇所需的波長(zhǎng)進(jìn)行表征，每個(gè)波長(zhǎng)的線(xiàn)寬約為10至20nm。

 總結(jié) 

這項(xiàng)研究的關(guān)鍵成果在于，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)光纖在寬帶照明下進(jìn)行清晰的消色差成像。

作者設(shè)想，通過(guò)將這一成果應(yīng)用于其他波長(zhǎng)，能夠在飛秒激光輔助治療、光纖傳感、高光譜內(nèi)窺鏡成像等多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。在這種情況下，寬帶白光光纖耦合光源是用于表征消色差性能的理想工具，它可以在所有要測(cè)試的波長(zhǎng)下提供可預(yù)測(cè)的光學(xué)特性，進(jìn)而確保結(jié)果的有效性。

相關(guān)閱讀推薦

NKT Photonics｜一路領(lǐng)“纖”

“走進(jìn)”超連續(xù)譜光源

NKT超連續(xù)譜光源助力生物光子學(xué)領(lǐng)域的研究