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High-angle deflection of metagrating-integrated laser emission for high-contrast microscopy

Light(Science & Applications) 2023年第11期12卷 2434-2442页

作者： Mindaugas Juodėnas Erik Strandberg Alexander Grabowski johan gustavsson HanaŠípová-Jungová Anders Larsson Mikael Käll Department of Physics Chalmers University of Technology41296 GothenburgSweden Department of Microtechnology and Nanoscience Chalmers University of Technology41296 GothenburgSweden

Flat metaoptics components are looking to replace classical optics elements and could lead to extremely compact biophotonics devices if integrated with on-chip light sources and ***,using metasurfaces to shape light into wide angular range wavefronts with high efficiency,as is typically required in high-contrast microscopy applications,remains a *** we demonstrate curved GaAs metagratings integrated on vertical-cavity surface-emitting lasers(VCSELs)that enable on-chip illumination in total internal reflection and dark field *** on an unconventional design that circumvents the aspect ratio dependent etching problems in monolithic integration,we demonstrate off-axis emission centred at 60°in air and 63°in glass with>90%and>70%relative deflection efficiency,*** resulting laser beam is collimated out-of-plane but maintains Gaussian divergence in-plane,resulting in a long and narrow illumination *** show that metagrating-integrated VCSELs of different kinds can be combined to enable rapid switching between dark-field and total internal reflection *** approach provides a versatile illumination solution for high-contrast imaging that is compatible with conventional microscopy setups and can be integrated with biophotonics devices,such as portable microscopy,NIR-II range bioimaging,and lab-on-a-chip devices.

关键词： illumination deflection optics

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