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  • 具有高聚焦效率的混合消色差透鏡

    作者:光行天下小萌新譯 來源:物理學家組織網(wǎng) 時間:2023-12-10 13:02 閱讀:659 [投稿]
    研究人員利用3D打印和多孔硅,開發(fā)出了緊湊型可見波長消色差透鏡,這對小型化和輕量化光學器件至關重要。

    伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的研究人員利用3D打印和多孔硅,開發(fā)出了緊湊型可見光波長消色差透鏡,這對小型化和輕量化光學器件至關重要。這些高性能混合微光學器件實現(xiàn)了高聚焦效率,同時最大限度地減少了體積和厚度。此外,這些微透鏡可以構建成陣列,形成更大面積的圖像,用于消色差光場成像儀和顯示器。

    這項研究由材料科學與工程教授保羅·布勞恩(Paul Braun)和大衛(wèi)·卡希爾(David Cahill)、電氣與計算機工程教授林福德·戈達德(Lynford Goddard)和前研究生科里·理查茲(Corey Richards)領導。這項研究成果發(fā)表在《自然·通訊》上。


    單透鏡的白光彩色成像(左)和混合透鏡的白光消色差成像(右)。

    布勞恩說:“我們開發(fā)了一種方法,通過非傳統(tǒng)制造方法,以高度微型化的薄片形式,創(chuàng)造出具有經典復合光學功能的結構!

    在許多成像應用中,存在多種波長的光,例如白光。如果使用單個透鏡來聚焦這種光,不同波長會聚焦在不同點,導致彩色模糊圖像。為了解決這個問題,多個透鏡堆疊在一起形成消色差透鏡。布勞恩說:“在白光成像中,如果你使用單個透鏡,你會有相當大的色散,因此每種組成顏色都聚焦在不同的位置。然而,使用消色差透鏡,所有顏色都聚焦在同一點!

    然而,挑戰(zhàn)在于制造消色差透鏡所需的透鏡元件堆疊相對較厚,這使得經典消色差透鏡不適合新的、縮小的技術平臺,如超緊湊可見波長相機、便攜式顯微鏡甚至可穿戴設備。


    通過單透鏡,不同波長的光聚焦在不同點。

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