超透镜（Metalens）结构设计与加工

lanseyouyu1976

超透镜是一种通过将具有特殊电磁特性的光学天线，按照一定方式进行排列的二维平面透镜结构，可实现对入射光振幅、相位、偏振等参量的灵活调控，可以用在超分辨显微成像、全息光学、消色差透镜等方面。超透镜可以将包括白光在内的整个可见光谱，聚焦在同一点上且具有很高的分辨率。

一方面，通过导入ZEMAX的Binary 2 Surface，VirtualLab Fusion可以对功能性的MetaLens进行建模和仿真，以研究其相位调制效果；另一方面，VirtualLab Fusion也可以通过傅里叶模态法（Fourier Modal Method，FMM）以及参数运行（New Parameter Run）和参数优化（New Parameter Optimization）功能，实现MetaGrating的设计和优化，以获得偏振无关和高效率的光栅结构。

对于MetaLens以及MetaGrating，大家采用了纳米压印技术，结合沉积、刻蚀等半导体工艺技术，可以实现低成本大面积的超透镜结构加工。

左图：基于VirtualLab Fusion设计的2D MetaGrating   右图：按照一定方向进行排布的MetaLens结构