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用于RGB应用的消色差元光学的验证

案例

用于RGB应用的消色差元光学的验证

超光学提供的前所未有的光控制也拓宽了光学测试所需的参数空间。

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元光学色散工程

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元光学色散工程

元光学是一种提供无色散光学工程的新兴技术。

阅读更多用于RGB应用的消色差元光学的验证

超光学提供的前所未有的光控制也拓宽了光学测试所需的参数空间。

哈佛大学约翰·a·保尔森工程与应用科学学院的研究团队Capasso Group开发了宽带消色差RGB金属套，并使用NKT Photonics SuperK白光光纤耦合激光器验证了其性能。

增加超光学复杂性

元光学[1]在过去十年中取得了重大突破。简言之，取决于例如入射光的波长、偏振、自旋和角度的多个光学功能都可以被设计成单个平面光学器件，而无需大量的经典光学器件。

实现有效的超光学的先决条件包括：

其精确的性能模拟

所设计的器件可以在可用制造技术的范围内制造。

特别是从一开始就解决这两个问题的方法有望为应用程序提供一种新的范式[2]。随着光学复杂性的增加，可能还有一个额外的警告，那就是随之而来的测试要求的多样化。例如，如果超光学器件要提供宽带消色差性能，则需要通过目标光谱范围内的测试和测量来验证模拟。宽带光纤耦合激光源可以在这样的光谱范围内提供一致的光束参数性能。

用于VR/AR的高性能元光学

李等人[2]证明了对复杂mm甚至cm尺度的3D元光学[3]使用计算高效的逆向设计方法，该方法可以自然地考虑制造约束。

为了证明他们的方法，该小组首先模拟并在熔融二氧化硅衬底上制造了两个直径为2毫米的RGB消色差金属套，随后在光纤扫描近眼VR和AR成像配置中使用了这些元件。

电子束制造的金属透镜的扫描电子显微镜图像。

大规模的超光学器件可以使用纳米压印光刻技术或电子束写入技术制造到表面上或表面中。也可以采用CMOS兼容的制造技术[4]。

NKT Photonics的SuperK白光激光器有助于我们团队开展的许多不同的超光学项目的光谱性能验证。

李博士

哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院

多波长下的表征

成像性能的验证是在预期色域的极端RGB值下进行的——在这种情况下，为470、548和648 nm。为此，作者使用NKT Photonics SuperK白光光纤耦合激光器和SuperK VARIA可调谐滤波器，在每个波长下产生最小线宽（≈10 nm）。

通过组合RGB波长（在这种情况下，每个线宽≈1 nm）的单独和单独激光二极管的输出，也可以达到合成的黄色、青色和品红色“波长”。

在蓝色、绿色、红色和组合RGB（合成白色）光照下，通过RGB消色差金属透镜对USAF分辨率目标进行成像。

对于主要设置的VR和AR验证，再次使用SuperK白光光纤耦合激光器，并再次使用预期的RGB波长。通过在多个层次上对独立的光纤耦合RGB通道进行时间和空间调制，作者能够演示单色、3色和7色3D效果VR图像。

通过对单个或多个SuperK白光激光波长的多级调制实现的单个、3色和7色3D效果VR图像。

总结

该研究的关键成果是利用元光学设计方法在宽光谱范围内进行清晰的消色差成像和显示，该方法显著减少了计算开销，同时考虑了制造限制。

作者计划探索物理、设计方法和制造技术，共同实现高性能大规模元元件的下一步突破。

SuperK白光光纤耦合激光源是在这种情况下进行消色差验证测试的理想而灵活的表征工具，在所有待测试波长下提供可预测的光学特性，从而有助于确保结果的可靠性。

工具书类

[1] 光学元透镜的原理、功能和应用

[2] Meta optics实现虚拟现实的RGB消色差聚焦

[3] 逆向设计实现大规模高性能元光学重塑虚拟现实

[4] 大面积金属元件：设计、表征和大规模制造

SuperK的优势

我们的SuperK超连续谱白光激光器是表征先进光学元件、超材料、等离子体等的理想选择

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