Axially Tailored Light Field by Means of a Dielectric Metalens
Axially Tailored Light Field by Means of a Dielectric Metalens
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通过电介质超透镜轴向定制光场
DOI：
10.1103/physrevapplied.14.024035
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发表时间：
2020-08
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Zhao Jianlin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fan Xinhao;Li Peng;Guo Xuyue;Li Bingjie;Li Yu;Liu Sheng;Zhang Yi;Zhao Jianlin
超颖表面，使波前操纵在亚波长范围内表现出迷人的能力和应用潜力的可编程功能器件。其中，已经提出了用于实现精细的横向甚至三维结构光场的各种超表面，用于诸如全息显示、成像、光学操纵等的应用。然而，迄今为止还没有报道具有剪裁光场的轴向结构的能力的超表面。在这里，我们提出并实验证明了一种电介质超透镜，根据振幅和相位的独立控制来定制光场的轴向强度分布。超透镜是根据优化的傅立叶光谱编码方法设计的，该方法允许构建具有任意预定轴向结构的超小非衍射光场。这种轴向调制方案丰富了超表面的三维波前调制功能，并且可以针对光学之外的其他波（从声波和弹性波到物质波）来实现。
Metasurfaces that enable wave-front manipulation within the subwavelength range exhibit fascinating capabilities and application potentials in ultrathin functional devices. Therein, various metasurfaces to realize delicate transverse and even three-dimensional structured light fields have been proposed for applications such as holographic displays, imaging, optical manipulation, etc. However, a metasurface with the capability of tailoring the axial structure of a light field has not been reported so far. Here, we propose and experimentally demonstrate a dielectric metalens to tailor the axial intensity distribution of a light field, based on the independent control of amplitude and phase. The metalens is designed according to an optimized Fourier spectrum encoding method, which allows construction of an ultrasmall nondiffractive light field with any arbitrary preestablished axial structure. This axial modulation scenario enriches the three-dimensional wave-front modulation functionality of the metasurface, and can be implemented for other waves beyond optics, from acoustic and elastic waves to matter waves.
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