二值振幅型远场超分辨消色差聚焦器件研究
Study on binary-amplitude far-field super-resolution achromatic focusing devices作者机构：西南科技大学信息工程学院绵阳621010 西南科技大学极端条件物质特性联合实验室绵阳621010 西南科技大学制造科学与工程学院绵阳621010
出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期：2024年第73卷第10期
页 面：153-161页
核心收录：
学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学]
基 金：国家自然科学基金(批准号:62105271) 四川省科技厅支撑计划(批准号:2020YJ0160) 西安近代化工研究所开放基金(批准号:SYJJ20210411) 西南科技大学博士基金项目(批准号:19zx7160)资助的课题
摘 要：具有远场超分辨聚焦特性、消色差、小尺寸和易加工的光学聚焦器件在光学成像、光学显微和光刻等领域具有巨大应用潜力.本文提出了一种基于光学超振荡基本原理,结合角谱衍射理论和二进制粒子群算法的二值振幅型远场超分辨消色差聚焦器件设计方法.为了验证所提出设计方法,首先针对波长λ_(1)=405 nm,λ_(2)=532 nm和λ_(3)=632.8 nm的径向偏振光对二值振幅型远场超分辨聚焦器件振幅进行优化设计,再对三者振幅分布进行逻辑“与操作,使其同时含有3个工作波长远场超分辨聚焦的振幅分布信息.仿真结果表明:在3个波长入射条件下相应的峰值半高全宽分别为0.441λ_(1) (0.179μm),0.469λ_(2 )(0.249μm)和0.427λ_(3) (0.270μm),低于阿贝衍射极限,实现了远场超分辨消色差聚焦,且同时聚焦较小的旁瓣比率(15%).此类器件具有易加工、消色差和超分辨等优点,适用于光学系统微型化、集成化.所提出的设计方法可拓展至其他光学波段,并为相关光学研究领域提供核心聚焦器件.
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