近红外超透镜的设计与制备

仇宫润，赵 峰,2，王 琨

（1.61618 部队，北京 100094；2.航天工程大学 航天信息学院，北京 101416）

引言

传统光学元件采用面形变化来实现特定的相位分布，从而实现相应的功能器件，系统体积和重量通常较大。近年来，超表面电磁调控技术由于其精准调控相位、偏振、振幅等多种参量的能力成为当前的研究热点[1-4]。超透镜是基于超表面的成像器件，具有平面化、轻量化、易集成等优点，受到国际国内的大量研究[5-8]。哈佛大学Capasso 团队基于二氧化钛的超表面设计制备了聚集波长为405 nm、532 nm 和660 nm，聚焦效率分别为86%、73%和66% 的超透镜，数值孔径为0.8，可以分辨亚波长距离的nm 级特征，并提供高达170×的放大倍数[7]。台湾大学苏国栋团队开发了一个数值孔径为0.25 的广角超透镜，提供了170°视场，工作波长532 nm，正常入射时聚焦效率高达82%，85°入射时聚焦效率高达45%[9]。航天工程大学陈向宁教授团队基于传输相位和几何相位设计了正交圆偏振光同时聚焦的超透镜，用平面超透镜实现了偏振分光、聚焦成像的多功能器件[10]。哈尔滨工业大学金鹏教授团队设计实现了平行偏振照明的多焦点偏振成像器件[11]。

近红成像技术是当今迅速发展的高新技术之一，通过探测目标与背景的红外强度差异，实现对目标的发现、识别和跟踪，具有被动工作、抗干扰能力强、目标识别能力强、全天候工作等特点，已经广泛应用于军事侦查、监视和制导等方面[12-13]。当前红外成像设备的发展趋势是集成化、轻量化。

综上所述，结合红外成像设备发展趋势和超透镜轻量化、易集成的优势，本文对近红外超透镜进行探索研究和设计加工。……