物院新聞 | 周建英教授、李俊韜教授、梁浩文副教授團隊發表超大數值孔徑超構透鏡綜述論文

光學透鏡的數值孔徑是光學成像系統最重要的基本參量之一，衡量著光學系統收集光子能力的強弱。對於顯微系統，數值孔徑越大，成像光斑越小，成像細節越清晰。傳統的大數值孔徑顯微物鏡體積大、價格昂貴、結構複雜、功能單一，不利於多功能維度顯微成像的應用。而超構表面是一種具有橫向亞波長尺度的微納光學結構，可以在不到一個光學波長的薄膜結構層上實現全2π相位的精確控制，從而靈活調控光場相位、偏振和傳播模式等特性。基於該結構的平面超構光學透鏡有望在百納米厚度的微納結構上實現超大數值孔徑顯微物鏡，從而克服上述傳統光學玻璃物鏡的缺點。

物理學院及光電材料與技術國家重點實驗室周建英教授、李俊韜教授及梁浩文副教授團隊在2018年已開展了基於超大數值孔徑超構透鏡的先進成像技術研究，設計製備出可用於浸油環境的超大數值孔徑超構透鏡（Nano Letters 18 , 4460, 2018），成果入選美國光學學會光學與光子學新聞（Optics & Photonics News）的2018年度國際光學重要進展。在此基礎上，該團隊以「High performance metalenses: numerical aperture, aberrations, chromaticity, and trade-offs」為題在最新一期物理學一區期刊《Optica》上撰寫了綜述文章（Optica 6, 1461, 2019），論述了超大數值孔徑超構透鏡的發展趨勢和優缺點。該論文總結了超構透鏡領域發展的特點與近期進展；並進一步在物理上系統分析了超構透鏡中數值孔徑、球差、慧差和色差等因素的相互聯繫和制約關係，提出了一種可同時提供寬視場成像和大數值孔徑的超構透鏡相位設計思路。該綜述論文既對已有成果做出系統總結，又提出具可行性的科學展望，被《Optica》選為12月封面論文作重點報導。