Système d'analyse de phase de front d'onde metalens

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Vue d'ensemble

Les systèmes d'analyse de phase de front d'onde metalens ont leur place dans toutes les situations où il est nécessaire de réduire la taille et le poids des éléments optiques du système. Ceux - ci comprennent un lidar pour la détection 3D dans les véhicules autonomes et les systèmes de reconnaissance faciale; Les dispositifs médicaux tels que les endoscopes et les microscopes; Systèmes de surveillance tels que caméras infrarouges et de vision industrielle; Systèmes d'affichage et d'imagerie tels que caméras de téléphone portable, capteurs d'image CMOS et dispositifs ar / VR; Et Hologrammes.

Détails du produit

Les supersurfaces optiques sont une classe de matériaux révolutionnaires spécialement conçus pour manipuler les ondes lumineuses à l'échelle nanométrique. En concevant et en fabriquant des nanostructures artificielles à l'échelle des sous - longueurs d'onde, les hypersurfaces permettent un contrôle précis de l'amplitude, de la phase et de la polarisation des ondes lumineuses. Par rapport aux optiques traditionnelles, l'Hypersurface est non seulement puissante, mais réduit également considérablement le volume de l'optique.Système d'analyse de phase de front d'onde metalens，Les ultra - lentilles (metalens) sont l'une des applications typiques de la technologie ultra - surface. Les hyperlentilles ont leur place dans toutes les situations où il est nécessaire de réduire la taille et le poids des éléments optiques dans le système. Ceux - ci comprennent un lidar pour la détection 3D dans les véhicules autonomes et les systèmes de reconnaissance faciale; Les dispositifs médicaux tels que les endoscopes et les microscopes; Systèmes de surveillance tels que caméras infrarouges et de vision industrielle; Systèmes d'affichage et d'imagerie tels que caméras de téléphone portable, capteurs d'image CMOS et dispositifs ar / VR; Et Hologrammes.

Les défis existants et la difficulté de fabrication des ultralentilles

En raison de la Nanostructure de l'hyperlentille et de la façon dont les sous - longueurs d'onde fonctionnent, sa Métrologie optique est confrontée à des défis dans les processus de recherche, de développement, de fabrication et de détection. Les techniques traditionnelles à basse résolution sont difficiles à mesurer avec précision les caractéristiques complexes des hyperlentilles. Pour atteindre la résolution dans les sous - longueurs d'onde, des techniques spéciales telles que la microscopie électronique ou la microscopie à sonde à balayage doivent être utilisées. En outre, les tolérances de fabrication des ultralentilles affectent également leurs performances, de sorte qu'une caractérisation précise est essentielle pour évaluer leurs performances.
La sensibilité de l'hyperlentille à la polarisation augmente encore la difficulté de la métrologie et nécessite donc des mesures pour différents états de polarisation. Pour obtenir des performances multispectrales, il est également nécessaire d'utiliser la technologie * à haute résolution spectrale. De plus, une analyse précise du front d'onde est essentielle pour évaluer la capacité de mise en forme du front d'onde d'une hyperlentille. Dans le même temps, les tests de stabilité de l'environnement ne sont pas rares pour s'assurer que les performances de l'ultra - lentille sont constantes.

Face à ces défis, phasics a lancé des solutions complètes capables de répondre simultanément aux besoins multiples des hyperlentilles en termes de sensibilité à la polarisation, de performances multispectrales, d'analyse de front d'onde de haute précision et de stabilité environnementale.

Solutions phasics pour les ultralentilles

La technologie d'interférence en cisaillement transversal à quatre ondes de phasics permet la caractérisation optique ciblée des hyperlentilles pour fournir des solutions correspondantes et répondre aux exigences suivantes:

- mesure de haute précision à l'échelle spatiale Sub - longueur d'onde: le capteur de front d'onde de phasics offre non seulement une précision de mesure de la différence de trajet optique supérieure à celle du RMS 2 nm, mais dispose également d'une conception d'interface C - end pratique capable de connecter directement le microscope pour une installation rapide plug - and - play et une résolution spatiale au niveau sub - longueur d'onde.

- indépendance de polarisation: les capteurs de front d'onde de phasics prennent en charge des mesures de polarisation complètes, capables d'analyser avec précision la réponse optique d'une supersurface dans différents états de polarisation, ce qui permet une meilleure évaluation des performances réelles du dispositif.

- capacité de mesure multispectrale: ses produits permettent des mesures de haute précision dans plusieurs gammes de longueurs d'onde, garantissant la performance des hyperlentilles dans les applications multispectrales.

- stabilité environnementale: les capteurs de phasics sont capables de maintenir des mesures précises dans des conditions environnementales instables, en éliminant les interférences des influences environnementales sur les résultats de mesure et en garantissant la fiabilité des données.

Grâce à la technologie de mesure * de phasics, les chercheurs sont en mesure de répondre de manière globale aux divers défis posés par les technologies d'hyperlentille et d'Hypersurface dans le domaine de la métrologie, favorisant ainsi l'adoption généralisée de ces technologies révolutionnaires dans des domaines tels que l'imagerie, les systèmes laser et l'informatique optique.

Comment mesurer avec un capteur phasics?

Phasics ultra Surface Measurement construction de chemin optique

Metalens波前相位分析系统

Dans l'exemple de la figure 1 ci - dessous, un simple déphasage de la supersurface est mesuré. Les capteurs de front d'onde de haute précision de phasics, capables de détecter des défauts de phase locaux dus à des erreurs de production, peuvent aider à l'évaluation et à l'ajustement des processus de fabrication, garantissant ainsi la qualité de la production des supersurfaces.

Figure 1: caractérisation optique hypersurfacique basée sur l'interférométrie en cisaillement transversal à quatre ondes

Laboratoire crhea, CNRS, France, S. Khadir - arxiv: 2008.11369v1

La figure 2 ci - dessous décrit l'utilisation de deux états de polarisation circulaire différents pour mesurer une hyperlentille pancharatnam - Berry (PB): droite et gauche. Selon la conception, cette super lentille génère une lentille positive ou négative lorsque l'état de polarisation est modifié.

Figure 2: le diagramme de phase de la courbure du front d'onde est affiché à gauche et son profil curviligne correspondant à droite. La carte de phase intermédiaire montre l'erreur de front d'onde résiduelle après filtrage de la courbure du front d'onde.

La technologie qwlsi de phasics n'est pas affectée par la polarisation, de sorte que notre appareil peut encore effectuer une caractérisation détaillée du front d'onde lors du passage de la polarisation circulaire droite à la polarisation circulaire gauche. La figure 2 montre l'évolution de la courbure du front d'onde. De plus, les erreurs résiduelles de front d'onde qui reflètent les défauts des fréquences spatiales plus élevées peuvent être révélées en filtrant la courbure principale du front d'onde (voir le diagramme de phase de gauche au milieu de la figure 2).

Figure 3: sur la face supérieure, une super - lentille pb mesurée à la longueur d'onde prévue de 544 nm et sur la face inférieure, la même super - lentille mesurée à 633 nm. Après soustraction de la courbure du front d'onde, l'erreur résiduelle mesurée à la longueur d'onde de conception est faible.

Sur la figure 3, nous avons mesuré la même super - lentille pb à deux longueurs d'onde différentes: 544 nm (sa longueur d'onde de conception) et 633 nm. La technologie phasics a la propriété d'une aberration chromatique auto - extinctive et permet de mesurer n'importe quelle longueur d'onde dans la plage de sensibilité du modèle de capteur.

Les mesures ont montré que lorsque l'hyperlentille est utilisée à la longueur d'onde pour laquelle elle a été conçue, elle produit moins d'erreurs de front d'onde à haute fréquence spatiale.

Figure 4: mesure d'une lentille métallique pb. A gauche, l'image de l'intensité et le diagramme du front d'onde total, à droite, d'autres aberrations optiques sont révélées par le filtrage de la courbure du Front (ou terme de défocalisation de zenick). L'histogramme du bas montre les principales aberrations zenick de bas ordre. La fonction de diffusion ponctuelle (PSF) de l'hyperlentille a été générée à partir des diagrammes d'intensité et de front d'onde et la fonction de transfert de modulation (MTF) a été calculée (image et graphique en bas à droite).

Sur la figure 4, nous avons effectué des mesures sur une lentille métallique pb. La plage dynamique élevée du capteur de front d'onde sid4 - HR de phasics est capable de capturer simultanément la courbure principale du front d'onde et d'afficher les aberrations optiques requises grâce au filtrage des aberrations.

Cet échantillon présente un astigmatisme de 45 degrés comme aberration optique principale de zenick. En utilisant des diagrammes d'intensité et de front d'onde, la technologie phasics permet de calculer en temps réel la fonction de diffusion ponctuelle (PSF), la fonction de transfert optique bidimensionnel (OTF) et la fonction de transfert de modulation (MTF) de l'hyperlentille.

En mesurant avec précision le front d'onde et en le comparant à la théorie de conception pour la fabrication de l'échantillon, phasics est en mesure d'aider à caractériser le processus de fabrication, en veillant à ce que les fonctions optiques souhaitées soient remplies. En outre, les solutions de métrologie de phasics sont capables de fournir une caractérisation complète des performances optiques des ultralentilles grâce à des aberrations optiques classiques telles que le coefficient de zenick, la fonction de transfert de modulation (MTF), la fonction de diffusion ponctuelle (PSF) et le diagramme d'erreur de front d'onde total. Il est important que ces mesures soient effectuées en temps réel et qu'une seule mesure soit nécessaire.

La technologie phasics est idéale pour les applications pratiques grâce à sa robustesse exceptionnelle et à sa facilité d'intégration. Grâce à son design extérieur similaire à celui d'une caméra scientifique et insensible aux vibrations, la technologie phasics permet des mesures in situ extrêmement proches de l'environnement de production ultra - superficiel et simplifie le processus de métrologie.

Pour les besoins de mesure et de caractérisation des hypersurfaces, nous recommandons les caméras d'imagerie de phase quantitative sid4 - sc8 et sid4 - HR de phasics.Système d'analyse de phase de front d'onde metalensSi vous avez des questions, les demandes de renseignements sont les bienvenues.

Caméra d'imagerie de phase quantitative sid4 - HR

Caméra d'imagerie de phase quantitative sid4 - sc8

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