超构表面成像研究

讲座名称：超构表面成像研究

讲座人：王漱明 教授

讲座时间：8月15日10:00-12:05

地点：北校区西大楼III 412会议室

讲座人介绍：

南京大学物理学院教授，博士生导师，兼任南智先进光电集成技术研究院院长。国家级领军人才，第四届江苏省青年光学科技奖获得者。长期致力于干超构表面、光子晶体、超构材料和等离激元等微纳光学体系在线性、非线性与量子光学等方面的研究，及其在集成光学成像、光场调控、光力学和拓扑光子学等领域中的应用。在Science、Nature Nanotechnology. Nature Communications. Advanced Materials、Light: Science & Applications、Laser & Photonics Reviews、Nano Letters等期刊上发表论文80余篇，总引用次数超3000次。相关研究成果荣获2018年和2020年“中国光学十大进展”。

讲座内容：

极端光学成像技术在现代科学和工业领域扮演着至关重要的战略角色。在极端环境下，传统的成像设备可能无法正常工作，因此需要增加设备体积以进行特殊的封装处理。同时，在某些情况下，人类无法到达某些工作区域，这使得实时成像变得异常困难。鉴于此，急需一种能够在极端环境下进行实时、快速、集成化、小型化的成像光学元件。人工微纳天线组成的超构表面因其超薄、紧凑的特性，已被证明可以实现衍射极限级别的高分辨率成像，成为了极端光学成像技术的一个重要研究方向。通过特殊设计，超构表面的共振模式可以对偏振、波长、振幅等自由度进行调控，从而实现多维度的光学信息获取。本次报告，主讲人主要介绍课题组近年来在超构表面成像方面的研究进展。首先，报告人从色差问题出发，提出了相位拆分原理，将透镜相位拆分成与波长无关的基础相位和与波长有关的色差相位，从而实现了两种相位的独立调控，有效地实现了完美的色差调控。在实验上，报告人展示了近红外波段的消色差反射板和可见光波段的消色差彩色成像。为了提高分辨率并获得深度信息，课题组制备了大面积的消色差超构透镜阵列，其效果可媲美商用镜头。为了进一步获取更多的光学信息，课题组还将色差在焦平面上横向拉开，制备出了超色差的超构透镜阵列，并通过深度学习对光谱重建，从而同时获取光谱和深度的信息，实现了不同材质分析与光谱信息检测。此外，报告人还通过优化算法实现对超构表面的逆向设计，制备出两倍于传统拜耳滤色片的成像效率，且分辨率达到像素级别的超构彩色路由器件。以上报告的研究成果为超构表面集成成像应对不同极端环境下的成像需求进行了初步探索有望进一步推动超构表面成像在航空航天、深海探测和无损检测等领域的发展。

主办单位：物理学院