超構光學是過去十年光學領域的革命性突破。這種新興技術旨在將多種光學功能——例如對波長、偏振、自旋和入射角度的調控——集成于一個單層扁平光學元件之中，從而擺脫傳統復雜光學系統的體積與重量限制。然而，超構光學所帶來的設計自由度，也極大地拓寬了光學性能測試所需覆蓋的參數空間。設計一個高性能的超構光學器件，不僅依賴于精準的數值模擬和可實現的制備工藝，更面臨著性能驗證的挑戰：當一個超構光學元件被設計用于寬帶消色差應用時，必須在其整個目標光譜范圍內進行嚴格的測試與表征。在此過程中，一款能夠在寬光譜范圍內提供穩定、一致光束性能的寬帶光源至關重要。圖1 采用電子束光刻技術制備的超構透鏡的掃描電鏡圖像在該研究的表征環節中，NKT Photonics（已屬濱松集團旗下）的SuperK白光光纖耦合激光器發揮了不可或缺的作用。這一點得到了研究團隊的高度認可。對此，哈佛大學Capasso課題組的Dr. Zhaoyi Li特別強調：
“NKT Photonics的SuperK白光激光器為我們課題組的眾多超構光學項目進行光譜性能驗證提供了巨大幫助，堪稱理想之選。”
圖2 SuperK FIANIUM 超連續譜白光光纖激光器。兼具燈源的寬光譜與激光的極高亮度，覆蓋400-2400納米，可搭配濾光模塊成為超連續可調諧激光源。在這一領域，哈佛大學Capasso課題組的Dr. Zhaoyi Li等人近期發表了一項重要研究。他們展示了一種計算效率高的逆向設計方法，該方法適用于設計復雜的毫米甚至厘米級三維超構光學器件，并能天然地將制備工藝的約束條件納入考慮。為驗證該方法的有效性，研究團隊首先設計并制備了兩個直徑為2毫米的RGB消色差超構透鏡。大規模超構光學元件的制造通?？梢揽考{米壓印技術或如本文中采用的電子束光刻技術實現，這些工藝與成熟的CMOS技術兼容，預示著其未來的大規模生產潛力。研究的關鍵在于驗證超構透鏡的成像性能。團隊選擇在目標色域的極端波長點——470納米（藍光）、548納米（綠光）和648納米（紅光）——進行測試。在此核心環節，研究人員采用了NKT Photonics的SuperK白光光纖耦合激光器，并結合SuperK VARIA可調濾波器，成功在每個目標波長上獲得了線寬極窄（約10納米）的高質量輸出光。圖3 利用RGB消色差超構透鏡，分別在不同光源（藍光、綠光、紅光以及混合RGB合成的白光）照明下獲得的USAF分辨率標板成像結果
基于該激光系統優異的性能，研究團隊進一步將其應用于光纖掃描VR和AR成像原型裝置中。通過對獨立的RGB光纖耦合通道進行多級時空調制，他們成功演示了從單色到三色乃至七色的3D視覺效果，充分證明了所設計超構透鏡在寬光譜范圍內的出色消色差成像與顯示能力。圖4 基于SuperK激光波長多級調制的單色/三色/七色3D效果VR圖像本研究成功展示了一種既能顯著降低計算開銷，又能兼顧制備限制的高效超構光學設計策略，實現了在寬光譜范圍內的清晰消色差成像。而對于此類前沿光學器件的性能表征，NKT Photonics的SuperK白光光纖耦合激光源展現了其不可替代的價值。它不僅提供了覆蓋整個可見光波段的靈活、精準波長輸出，更確保了在所有測試條件下光束參數的高度一致性與可預測性，從而為實驗結果的可靠性與準確性提供了堅實保障，成為推動超構光學研發邁向應用的理想驗證工具。
更多詳細信息可復制此鏈接至網頁打開：https://www.nktphotonics.com/cases/validation-of-achromatic-meta-optics-for-rgb-applications/
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