用于高数值孔径消色差超透镜的3D打印多层结构

作者：

潘成峰，王昊，王洪涛，帕瓦蒂·奈尔，阮启峰，西蒙·雷德，柯玉杰，陈友恩，王张，和乔尔·KW 阳

抽象

由高折射率材料的纳米结构组成的平面光学器件生产出外形纤薄的透镜，这些透镜往往只能在特定波长下工作。最近实现消色差透镜的尝试揭示了数值孔径和带宽之间的权衡，这限制了性能。在这里，我们提出了一种设计高数值孔径、宽带和偏振不敏感多层消色差超透镜、的新方法。我们将拓扑优化和全波仿真相结合，通过双光子聚合光刻技术对MAM进行逆向设计，并制备低折射率材料的结构。直径为 20 μm 的 MAM 在 400 至 800 nm 的可见光范围内工作，功率为 0.5 和 0.7 NA，效率高达 42%。我们展示了制备的MAM在白光和RGB窄带照明下的宽带成像性能。这些结果凸显了3D打印多层结构在实现宽带和多功能逆向设计超器件方面的潜力。