高效率和无色的中红外化元镜头

科学领域:

• 光子学和元材料研究
• 光学工程是指光学工程.

背景情况:

• 传统的光子设计面临着局限性,特别是在元结构方面.
• 具有拓优化的反向设计为发现新型光学功能提供了强大的替代方案.

研究的目的:

• 使用反向设计开发高效的中红外 (2-5μm) 光子元件.
• 在高数值光圈 (NA=0.9) 下演示宽带聚焦和反射元镜头.
• 使用一种新的反向设计方法创建高效的无色宽带多焦元镜头.

主要方法:

• 使用逆向设计与拓优化.
• 在初始设计中使用Kreisselmeier-Steinhauser (k-s) 聚合目标函数.
• 为多焦点应用实施一种具有双聚合目标功能的新型反向设计.

主要成果:

• 在NA=0.9.9时成功建模宽带聚焦和反射元镜头.
• 一个高效的无色宽带多焦元镜头的演示.
• 在中红外波长波段 (2-5μm) 实现高性能.

结论:

• 反向设计是一种高效的方法来推动元结构的开发.
• 提出的方法可以创建复杂的光子元素用于中红外成像.
• 优化的化元透镜显示出高性能光学系统的巨大潜力.