面向近红外成像超透镜的设计与仿真

由亚波长单元结构组成的超表面是近年来平面光学透镜的重点研究对象,而由超表面组成的平面超透镜与传统透镜相比,在相位调控、偏振操控、全息成像、负折射率隐身等领域有显著优势.鉴于平面超透镜的微型化、轻量化和易集成化等方面的优势,而传输型相位调控原理更加适于近红外波段的应用,且对入射光偏振态无特殊要求,本文采用时域有限差分方法(FDTD)设计并优化了 一种硅基的近红外波段的超透镜.所设计的超透镜焦距为15 μm,直径为20 μm,所达到的数值孔径(NA)为0.56,聚焦效率为68.3％,适用于所有入射偏振且在目标波长为700 nm范围内聚焦性能优良.本文研究结果为实现近红外超透镜轻薄化和平整化提供了新思路,有望优化红外探测器镜头的设计,提高红外探测的效率.