平面超透镜的远场超衍射极限聚焦和成像研究进展

突破瑞利衍射极限,实现纯光学的远场超衍射极限聚焦和成像在科学和工程的各个领域都有重要意义.现有光学超分辨技术都存在一些固有的限制因素,如工作距离短、适用领域窄、不利于集成等问题.平面超透镜由于理论上的创新、设计灵活、效率高、方便集成等优势,成为实现超衍射极限的有效途径.本文综述了平面超透镜的物理原理及其在超衍射极限聚焦和成像方面近年来的研究进展,并讨论了该领域面临的问题和未来的研究重点和方向.

从超振荡透镜到超临界透镜:超越衍射极限的光场调制

以超振荡透镜和超临界透镜为典型代表的平面超透镜是一种利用光场调控方式实现远场超衍射极限聚焦和成像的光学元件。通过精密调控各衍射结构单元之间的干涉效应,可以在焦平面上局部区域内获得高于系统最高空间频率的电场振荡,从而实现对衍射焦斑横向和轴向尺寸的可控调节。与传统的光学透镜相比,平面超透镜具有聚焦能力强,结构紧凑,设计自由度大,利于集成等优点。因其远场超衍射极限的光场调控能力,受到衍射光学和纳米光子学领域人员的广泛关注和研究。本文介绍了平面超衍射极限透镜光场调控的原理和设计方法。对超振荡透镜和超临界透镜的研究现状及其在远场光学超分辨成像领域的应用进行了分析和讨论,最后对该领域面临的问题及其拓展方向作了展望。