多个透镜和部件的精密加工影响了精密测量

供稿单位 ：数理系 作者：王若星

本网讯：近日，我校青年教师王若星与英国赫瑞瓦特大学陈献忠教授课题组合作，提出了一种基于多焦点超透镜设计方案控制不同波长光束色散的新方法，实现了一种新型超表面光谱仪的设计与研发。该项研究成果以“Compact multi-foci metalens spectrometer”为题发表在光学领域国际顶级期刊、Nature子刊《Light: Science & Applications》上，最新影响因子20.257。这是我校首次以第一完成单位在《Light: Science & Applications》上发表论文，王若星为论文的共同第一作者（排名第一）。

图 基于多焦点超透镜的超表面光谱仪

光谱仪是各种重要光学现象（如荧光、拉曼散射等）的重要探测手段，广泛应用于基础研究、食品安全、药品检测、环境监测等领域。传统光谱仪需要精心设计色散元件，实现光的分散、聚焦和收集检测，而构成光学元件的材料折射率与光的波长有关，因此研究人员和技术人员通常设计多个透镜和精密加工//chuanchuanjiqi.cn/部件以精确控制色散，如常见的单反相机的镜头往往需要十多支甚至更多的镜片。然而，多个透镜和部件的精密加工，带来了体积大和加工组装复杂性问题的同时，也来光通量不足的问题，影响了精密测量。超表面是指一种亚波长厚度的人工材料/结构，能够实现对电磁波的偏振、振幅、相位、极化方式、传播模式等特性的操控。2011年哈佛大学F. Capasso教授提出概念和设计后，超表面被称作“颠覆性基础技术”之一，成为物理学、光学、光通信、光学传感领域的研究热点。

我校数理系光电信息研究所青年教师王若星、副教授李松涛与英国赫瑞瓦特大学陈献忠教授课题组、哈尔滨工业大学李立教授、哈尔滨工程大学刘建龙教授、南方科技大学刘言军副教授等合作，设计并制作了多焦点超透镜，实现了不同波长光束色散调控；在工作距离仅为300 μm的情况下，在带宽为180 nm的可见光范围内实现了纳米级分辨率的光谱识别，为片上光谱仪的研究提供了全新思路和方法。

论文链接：Compact multi-foci metalens spectrometer