使用超光学器件的宽带热成像

作者

黄罗成,韩哲怡,安娜·沃斯-辛格,维什瓦纳特·萨拉加达姆,萨斯瓦塔·慕克吉,约翰内斯·弗洛赫,昆汀·坦吉,约书亚·罗拉格,瑞奇·吉布森,约书亚·亨德里克森,奥林·基格纳,扎卡里·科彭斯,卡尔·伯林格,阿肖克·维拉加万 & 阿尔卡·马朱姆达尔

作者

被称为超光学的亚波长衍射光学已经证明了显著小型化成像系统的潜力。然而，尽管演示令人印象深刻，但大多数超光学成像系统都存在强烈的色差，限制了它们的实用性。在这里，我们采用逆向设计来创建在长波红外状态下工作的宽带超光学器件。通过深度学习辅助的多尺度可微分框架，将超原子与相位联系起来，我们最大化了超光学调制传递函数表面下的波长平均体积。我们的设计框架将通过超原子的局部相工程和散射体的全局工程合并到一个管道中。我们通过制造和实验表征全硅长波红外超光学器件来证实我们的设计。我们精心设计的超光学器件由一个简单的计算后端补充，可显着提高捕获图像的质量。我们通过实验证明，与用于宽带成像的传统双曲面超透镜相比，波长平均斯特列尔比提高了六倍。