MEMS-tunable dielectric metasurface lens.
MEMS-tunable dielectric metasurface lens.
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DOI：
10.1038/s41467-018-03155-6
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发表时间：
2018-02-23
影响因子：
16.6
通讯作者：
Faraon A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Arbabi E;Arbabi A;Kamali SM;Horie Y;Faraji-Dana M;Faraon A
传统上通过改变多个光学元件之间的轴向距离来实现的变焦透镜在成像和光束扫描中具有广泛的应用。使用传统的大体积折射元件使得这些变焦透镜大、慢，并且限制了它们的可调谐性。超颖表面是一种新型的光刻衍射器件，能够实现具有精确设计的相位分布的薄而轻的光学元件。在这里，我们展示了基于微机电系统（MEMS）的可调超颖表面对，在一个超颖表面移动1 μm时，光功率的变化超过60屈光度（约4%），扫描频率可能达到几kHz。它们还可以与第三超颖表面集成，以制造具有大校正视场（~500 μm或40度）和快速轴向扫描的紧凑型显微镜（~1 mm厚），用于3D成像。这为MEMS集成超颖表面作为可调和可重构光学平台铺平了道路。传统的折射元件体积大、厚度厚，并且提供有限的有源可调谐性。在这里，作者展示了基于MEMS的可调超颖表面双合透镜，其在具有超颖表面元件之一的膜的1微米移动时具有超过60屈光度的光焦度变化。
Varifocal lenses, conventionally implemented by changing the axial distance between multiple optical elements, have a wide range of applications in imaging and optical beam scanning. The use of conventional bulky refractive elements makes these varifocal lenses large, slow, and limits their tunability. Metasurfaces, a new category of lithographically defined diffractive devices, enable thin and lightweight optical elements with precisely engineered phase profiles. Here we demonstrate tunable metasurface doublets, based on microelectromechanical systems (MEMS), with more than 60 diopters (about 4%) change in the optical power upon a 1-μm movement of one metasurface, and a scanning frequency that can potentially reach a few kHz. They can also be integrated with a third metasurface to make compact microscopes (~1 mm thick) with a large corrected field of view (~500 μm or 40 degrees) and fast axial scanning for 3D imaging. This paves the way towards MEMS-integrated metasurfaces as a platform for tunable and reconfigurable optics. Conventional refractive elements are bulky, thick and offer limited active tunability. Here, the authors demonstrate MEMS-based tunable metasurface doublets with more than 60 diopters change in the optical power upon a 1-micron movement of a membrane with one of the metasurface elements.
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影响因子：
11
作者：
Kamali, Seyedeh Mahsa;Arbabi, Ehsan;Faraon, Andrei
通讯作者：
Faraon, Andrei
影响因子：
16.6
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
3.8
作者：
Jeong, KH;Liu, GL;Lee, LP
通讯作者：
Lee, LP
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10.4
作者：
Arbabi, Ehsan;Arbabi, Amir;Faraon, Andrei
通讯作者：
Faraon, Andrei
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4.6
作者：
Cheng J;Jafar-Zanjani S;Mosallaei H
通讯作者：
Mosallaei H