基于人工微纳结构的平板衍射透镜

作     者：何俊 黄坤 庄继成 HE Jun;HUANG Kun;ZHUANG Jicheng

作者机构：中国科学技术大学物理学院光学与光学工程系合肥230026 黄山精工凹印制版有限公司黄山245900 

基　　金：国家自然科学基金(61875181) 中国科学技术大学双一流工程研究基金(YD2030002003) 

出 版 物：《人工晶体学报》 (Journal of Synthetic Crystals)

年 卷 期：2021年第50卷第7期

页      码：1200-1221,1233页

摘      要：现代显微镜中的物镜受限于瑞利衍射极限,其分辨率不能满足生物成像、材料科学以及光刻等领域的需求。目前,突破瑞利衍射极限的方法可分为近场(如扫描近场光学显微镜、超透镜、微球透镜)和远场(如受激辐射损耗显微镜、光激活定位显微镜、随机光学重建显微镜)方法。然而,前者利用纳米探针散射物体表面一个波长范围内的倏逝波,极具挑战性;而后者对样品有选择性,只适用于荧光分子样品,且会对样品造成损伤。近年来,平板透镜利用波带片、光子筛以及梯度超构表面等人工微纳结构来控制光的衍射,具有小型化、高数值孔径、大焦深、亚衍射极限聚焦等功能,为远场无标记超分辨率成像提供了一个可行的解决方案。本文从衍射聚焦光学的统一理论出发,总结平面衍射透镜的最新进展,揭示基于光场调控实现纳米聚焦的物理机制,介绍平板衍射透镜的设计原理、光学性能、微纳结构特性和材料影响,详细讨论平板衍射透镜的光学像差(如离轴像差和色差)及其校正,平板衍射透镜在纳米成像、光刻以及光电子能谱仪中的应用,最后展望其未来的发展方向和机遇。

主 题 词：平板衍射透镜 人工微纳结构 远场超分辨率成像 光学像差 亚衍射极限聚焦 

学科分类：07[理学] 0817[工学-轻工类] 070205[070205] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 0703[理学-化学类] 0702[理学-物理学类] 

D　O　I：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20210708.006

馆 藏 号：203104711...