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如何利用電可調的雙模超構透鏡實現明場成像和邊緣增強成像

MEMS ? 來源:MEMS ? 2023-11-09 10:44 ? 次閱讀

據麥姆斯咨詢報道,近期,來自韓國浦項科技大學(Pohang University of Science and Technology)和成均館大學(Sungkyunkwan University)的合作科研小組成功設計了一種電可調的雙模超構透鏡(metalens)——可以利用單個超構透鏡實現不同成像模式(明場成像和邊緣增強成像)的切換。相關研究工作以“Bright-Field and Edge-Enhanced Imaging Using an Electrically Tunable Dual-Mode Metalens”為題發表于ACS Nano期刊。

通常,在拍攝物體的過程中,會采用兩種不同的模式:(1)“正常”模式,即明場成像,獲取常規的基本信息;(2)“邊緣”模式,即邊緣增強成像,僅專注于勾勒物體的輪廓。傳統上,這兩種模式都需要單獨的鏡頭,每個鏡頭都有不同的配置。然而,為了應對電子設備小型化和輕量化設計的最新趨勢,研究人員一直在努力將兩種模式集成于單個鏡頭。

在韓國科研人員的最新研究工作中,他們利用超構透鏡解決了上述問題。該超構透鏡由納米級人造結構構成,可以通過電調控的方式動態改變焦點位置。通過微調人造結構的尺寸、形狀和旋轉方向等參數,該科研團隊成功設計了一種雙模成像超構透鏡,能夠根據光偏振旋轉方向在正常模式和邊緣模式之間轉換。

該超構透鏡可以通過調節施加到液晶層的電壓來快速改變焦點位置,從而可以在短短幾毫秒內快速進行模式切換,與液晶切換的速度相匹配。

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電可調的雙模超構透鏡

在這項研究中,該科研團隊采用氫化非晶硅作為超構透鏡的納米結構材料,面向可見光成像應用。該材料在可見光區域的損耗小,從而使紅色、綠色和藍色波長的透鏡效率分別達到32.3%、31.7%和20.4%。通過在單個超構透鏡中集成兩種不同的模式,該科研團隊實現了高分辨率圖像的采集。

論文作者Junsuk Rho教授說道:“我們現在可以在生物成像等應用(例如小型化顯微鏡)中快速捕獲高分辨率圖像,包括細胞反應和藥物篩選。”此外,他還樂觀地表示:“我希望這項創新能夠在智能手機、虛擬現實(VR)和增強現實(AR)設備以及激光雷達系統等各個領域發揮重要作用。”







審核編輯:劉清

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原文標題:利用電可調的雙模超構透鏡,實現明場成像和邊緣增強成像

文章出處:【微信號:MEMSensor,微信公眾號:MEMS】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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