JP2020522009A - 分散設計型の誘電性メタ表面による広帯域アクロマティック平坦光学コンポーネント - Google Patents

分散設計型の誘電性メタ表面による広帯域アクロマティック平坦光学コンポーネント Download PDF

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Abstract

メタ表面を基礎とする回折平坦コンポーネントを備えた光学素子への置換をもたらす技術が提供される。一例では、少なくとも１つの波長及び第１位相を有する入射電磁放射を、第２位相を有する出射電磁放射へと集束させるための実質的に平坦な光学コンポーネントが提供される。

Description

関連出願の相互参照
本願は、参照によりその内容全体が本願に組み込まれる、２０１７年５月２４日に出願された、米国仮出願特許第６２／５１０６７０号の優先権を主張するものである。
政府支援の通知
本発明は、アメリカ国防高等研究計画局によって助成された契約番号ＨＲ００１１−１７−２−００１７及びアメリカ空軍科学研究局学際大学研究所（the Air Force Office of Scientific Research Multidisciplinary
University Research Institute）によって助成された契約番号ＦＡ９５５０−１４−１−０３８９の下で政府の支援により成されたものである。政府は、本発明について一定の権利を有する。
バルク光学素子を回折平面コンポーネントに置換することで、光学デバイスの特定の重量及びサイズについての制約を解消することができる。特定の光学デバイスは、レンズ分散によって惹起される大きな色収差の影響を受ける。メタ表面は、光学波面を制御することができ、したがって、平坦なメタ表面レンズを実現するために使用することができる。そのようなレンズは、特定の撮像システムのサイズ及び複雑性を低減することができ、また新たな撮像モダリティを実現することができる。メタ表面製造技術は進歩しているにもかかわらず、複数のメタ表面レンズから成る特定の光学デバイスは、多波長又は選択波長でしか動作しない。
１つの課題は、広範な波長範囲にわたり同一の焦点距離をもたらすアクロマティックメタレンズを形成することであると考えられる。２つ目の課題は、いずれか任意の偏光状態を有する入射光波に関する伝搬モードで動作する広帯域アクロマティックメタレンズを形成することであると考えられる。別の課題は、撮像品質の低下を惹起する単色収差を補正することができるメタレンズを形成することであると考えられる。色収差及び単色収差の両方を広範な波長範囲にわたり補正することができ、任意の偏光状態を有する光を制御することができ、また反射モード又は伝搬モードのいずれかで動作することができるメタ表面レンズに関する改善された技術及びシステムが依然として必要とされている。
概要
開示される主題は、バルク光学素子の、メタ表面を基礎とする平坦コンポーネントへの置換をもたらす技術を提供する。
特定の実施形態では、少なくとも１つの波長及び第１位相プロファイルを有する入射電磁放射を、第２位相プロファイルを有する出射電磁放射へと集束させるための（for lensing）実質的に平坦な光学コンポーネントが提供される。特定の実施例では、光学コンポーネントが、基板と、少なくとも一つのメタ表面とから成る。特定の実施例では、光学コンポーネントが、幾つかの基板と、幾つかのメタ表面とから成る。メタ表面は、複数のメタユニットから成るものであってよい。各メタユニットは、少なくとも１つの異なる光学メタユニットから（from at least a different optical meta-unit）波長よりも短い距離に位置決めすることができる。
開示される主題の一部の実施形態によれば、複数のメタユニットは、それぞれ、電磁放射を回折散乱させるために、特定の形状を有することができる。複数のメタユニットは、広帯域のアクロマティックメタ表面レンズに所定の範囲の光学位相及び位相分散を提供するように構成することができる。
特定の実施形態では、複数のメタユニットが、誘電性材料から成るものであってよい。この誘電性材料は、例えば、ケイ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、又は二酸化チタンであってよい。特定の実施形態では、複数のメタユニットが、金属材料から成るものであってよい。この金属材料は、例えば、アルミニウム、銅、銀、又は金であってよい。
開示される主題の別の実施形態によれば、メタ表面は、パターニングされたフィルム層から成る。フィルム層の厚さは、１００ｎｍ〜１０，０００又は１００，０００ｎｍであってよい。メタ表面は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）製造能力と互換性のある技術及び機械装置でもって作製することができる。
開示される主題の実施形態によれば、メタユニットは、部分的に又は完全に基板に埋め込むことができる。メタユニットの高さは、可変であってよい。メタユニットの形状は、高さ方向に沿って変化してよい（例えば、キノコ型に変化してよい）。
開示される主題は、上述の技術を実現する製造方法も提供する。少なくとも１つの波長及び第１位相プロファイルを有する入射電磁放射を、第２位相プロファイルを有する出射電磁放射に集束させるための実質的に平坦な光学コンポーネントを製造するための例示的な方法は、基板を位置決めすることと、基板に少なくとも１つのメタ表面を形成することとを含む。実質的に平坦な光学コンポーネントを製造するための別の例示的な方法は、幾つかの基板に幾つかのメタ表面をパターニングすることと、それらをスタックに組み合わせることとを含む。
一部の実施形態では、製造方法が、基板層を形成し、その基板層の上に、１００〜１０，０００ｎｍの厚さを有するパターニングされたフィルム層を形成することを含むことができる。パターニングは、電子ビームリソグラフィ、フォトリソグラフィ、深紫外線リソグラフィ、又はインプリントリソグラフィを使用することができる。製造方法は、基板にメタユニットを部分的又は完全に埋め込むことを含むこともできる。
本開示のさらなる特徴及び利点は、本開示の例示的な実施形態を示す添付の図面と関連させた以下の詳細な説明より明らかになるであろう。
収束レンズに必要とされる位相のプロット示す。 図１（ａ）に示した４つの位置における、必要とされる位相対波長のプロットを示す。 ４つの誘電性メタユニットの、典型的な位相対波長応答のプロットを示す。 アクロマティックメタ表面レンズを形成するために必要とされる位相分散プロファイルのプロットである。 １００μｍの焦点距離、５０μｍの半径、及び０．９μｍ〜１．６μｍの動作波長範囲を有する、クロマティックメタ表面をもたらすための位相オフセット及び位相分散を示すプロットである。 ３つの例示的なメタユニットライブラリと、それらがカバーすることができる各位相オフセット分散空間を示す。 サンプルメタユニットの角位相応答対波長を示す全波シミュレーションの図である。 サンプルメタユニットの角位相応答対波長を示す全波シミュレーションの図である。 サンプルメタユニットの角位相応答対波長を示す全波シミュレーションの図である。 サンプルメタユニットの角位相応答対波長を示す全波シミュレーションの図である。 １００μｍの直径及び０．２４の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズの測定されたファーフィールド強度分布を示す、縦断面における光強度分布対波長のプロットである。 １００μｍの直径及び０．２４の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズの測定されたファーフィールド強度分布を示す、焦平面における光強度分布対波長のプロットである。 ２００μｍの直径及び０．１２の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズの測定されたファーフィールド強度分布を示す、縦断面における光強度分布対波長のプロットである。 ２００μｍの直径及び０．１２の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズの測定されたファーフィールド強度分布を示す、焦平面における光強度分布対波長のプロットである。 １００μｍの直径及び０．８５の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズの測定されたファーフィールド強度分布を示す、縦断面における光強度分布対波長のプロットである。 １００μｍの直径及び０．８５の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズの測定されたファーフィールド強度分布を示す、焦平面における光強度分布対波長のプロットである。 １，４００ｎｍの高さのメタユニットを基礎とした、１００μｍの直径、１００μｍの焦点距離、及び０．４４の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズのシミュレートされたファーフィールド強度分布を示し、上部のパネルは、焦平面における光強度分布対波長のプロットであり、下部のパネルは、縦断面における光強度分布対波長のプロットである。 １，４００ｎｍの高さのメタユニットを基礎とした、１００μｍの直径、１００μｍの焦点距離、及び０．４４の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズのシミュレートされたファーフィールド強度分布を示し、またメタ表面レンズの軸線に沿った光強度分布対波長のラインスキャンを示す。 １，４００ｎｍの高さのメタユニットを基礎とした、１００μｍの直径、２０μｍの焦点距離、及び０．９３の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズのシミュレートされたファーフィールド強度分布を示し、上部のパネルは、焦平面における光強度分布対波長のプロットであり、下部のパネルは、縦断面における光強度分布対波長のプロットである。 １，４００ｎｍの高さのメタユニットを基礎とした、１００μｍの直径、１００μｍの焦点距離、及び０．９３の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズのシミュレートされたファーフィールド強度分布を示し、またメタ表面レンズの軸線に沿った光強度分布対波長のラインスキャンを示す。 １００μｍの直径、５０μｍの焦点距離、及び０．７の開口数（ＮＡ）を備えた発散メタ表面レンズの測定されたファーフィールド強度分布を示す、縦断面における光強度分布対波長のプロットである。 １００μｍの直径、５０μｍの焦点距離、及び０．７の開口数（ＮＡ）を備えた発散メタ表面レンズの測定されたファーフィールド強度分布を示す、焦平面における光強度分布対波長のプロットである。 選択波長での、１００μｍの直径及びＮＡ＝０．２４を備えたメタ表面レンズの焦平面強度分布（スケールバー：５μｍ）を示す。 理想的なエアリースポット（破線の曲線）と比較した、図１２（ａ）における、対応する測定された焦点にわたる水平方向横断面及び垂直方向横断面（実線の曲線）を示す。 実験で証明された４つのメタ表面レンズに関する波長の関数としての焦点距離を示す。 実験で証明された３つのメタレンズの測定された集光効率を示す。 実験で証明された４つのメタ表面レンズに関する焦点の抽出された半値全幅（ＦＷＨＭ）を示す。 実験で証明された３つのメタ表面レンズに関する計算されたストレール比を示す。 近赤外線で動作する例示的に製造されたメタ表面レンズの光学画像を示す。 近赤外線で動作する例示的に製造されたメタ表面レンズのＳＥＭ画像を示す。 近赤外線で動作する例示的に製造されたメタ表面レンズのＳＥＭ画像を示す。 近赤外線で動作する例示的に製造されたメタ表面レンズのＳＥＭ画像を示す。 近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの小さい領域のＳＥＭ画像である。 近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの小さい領域のＳＥＭ画像である。 近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの小さい領域のＳＥＭ画像である。 近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの小さい領域のＳＥＭ画像である。 近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの小さい領域のＳＥＭ画像である。 近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの小さい領域のＳＥＭ画像である。 近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの小さい領域のＳＥＭ画像である。 近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの小さい領域のＳＥＭ画像である。 近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの小さい領域のＳＥＭ画像である。 近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの小さい領域のＳＥＭ画像である。 石英基板上にパターニングされた、複数のアモルファスシリコン近赤外線メタ表面レンズを備えた例示的なチップの光学顕微鏡画像である。 石英基板上にパターニングされた、例示的な近赤外線メタ表面レンズの光学顕微鏡画像である。 ３つの別個のメタレンズから成るメタレンズトリプレットにおける色収差及び単色収差を補正するための例示的な技術を示す。 例示的なメタレンズトリプレットを示す。 図２９におけるメタレンズトリプレットが色収差及び単色収差の両方を補正することができることを表すレイトレーシング結果を示す。 図２９におけるメタレンズトリプレットが色収差及び単色収差の両方を補正することができることを表すレイトレーシング結果を示す。 図２９におけるメタレンズトリプレットが色収差及び単色収差の両方を補正することができることを表すレイトレーシング結果を示す。 例示的なメタレンズトリプレットの素子の光学画像である。 例示的なメタレンズトリプレットの素子の光学画像である。 例示的なメタレンズトリプレットの素子の光学画像である。 撮像に使用された、例示的に組み合わされたメタレンズトリプレットである。 図３２に示したメタレンズトリプレットの測定されたファーフィールド強度分布を示し、焦平面における光強度分布対波長のプロットである。 図３２に示したメタレンズトリプレットの測定されたファーフィールド強度分布を示し、縦断面における光強度分布対波長のプロットである。 図３２に示したメタレンズトリプレットに関する僅かな入射角度及び種々の波長での、焦平面における測定された強度分布を示す。 回折限界点（破線の曲線）と比較した、図３４に示した測定された強度分布のラインスキャン（実線の曲線）を示す。 例示的なメタレンズトリプレットの変調伝達関数（ＭＴＦ）を示す。 例示的なメタレンズトリプレットの変調伝達関数（ＭＴＦ）を示す。 例示的なメタレンズトリプレットの変調伝達関数（ＭＴＦ）を示す。 例示的なメタレンズトリプレットの変調伝達関数（ＭＴＦ）を示す。 例示的なメタレンズトリプレットの変調伝達関数（ＭＴＦ）を示す。 異なる帯域幅を有する照明源の下での例示的なメタレンズトリプレットを使用したＵＳＡＦ分解能ターゲットの撮像を示す。 異なる帯域幅を有する照明源の下での例示的なメタレンズトリプレットを使用したＵＳＡＦ分解能ターゲットの撮像を示す。 異なる帯域幅を有する照明源の下での例示的なメタレンズトリプレットを使用したＵＳＡＦ分解能ターゲットの撮像を示す。 例示的なメタレンズトリプレットを用いた、ジーメンススター及び同心円リングの撮像を示す。 例示的なメタレンズトリプレットを用いた、ジーメンススター及び同心円リングの撮像を示す。 例示的なメタレンズトリプレットを使用する、広帯域ハロゲンランプで照明された反射型対象物の撮像を示す。 例示的なメタレンズトリプレットを使用する、広帯域ハロゲンランプで照明された反射型対象物の撮像を示す。 例示的なメタレンズトリプレットを使用する、広帯域ハロゲンランプで照明された反射型対象物の撮像を示す。 アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）メタ表面レンズの例示的な製造フローを示す。 電子ビームレジストＰＭＭＡに半分埋め込まれたＴｉＯ２メタユニットの例示的な製造フローを示す。 メタ表面レンズに関するキノコ型のメタユニットの例示的な製造フローである。 単一リソグラフィプロセスでの、可変の高さを有するＴｉＯ２メタユニットの例示的な製造フローである。 電子ビーム感応性のＴｉＯ２ゾルゲルを使用する、ＴｉＯ２メタユニットの例示的な製造フローである。 ＴｉＯ２ゾルゲルの直接的な電子ビーム書込みを基礎とする、例示的に製造されたＴｉＯ２メタユニットのＳＥＭ画像である。 ＴｉＯ２ゾルゲルの直接的な電子ビーム書込みを基礎とする、例示的に製造されたＴｉＯ２メタユニットのＳＥＭ画像である。 ＴｉＯ２ゾルゲルの直接的な電子ビーム書込みを基礎とする、例示的に製造されたＴｉＯ２メタユニットのＳＥＭ画像である。 例示的な光学セットアップを概略的に示す。
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明はいずれも例示的なものであり、開示される主題のさらなる説明を提供することが意図されていると解されるべきである。
詳細な説明
本明細書において説明するシステム及び方法は、連続的で広範な波長範囲にわたり色収差がなく、かつ光の入射角度の特定の範囲にわたり単色収差がないレンズの機能を実行するための平坦光学コンポーネントを提供する。開示される主題は、メタ表面デバイスを含むことができる。一部の実施形態では、開示される主題が、サブ波長距離の間隔をあけた、光学ナノ散乱体（「メタユニット」）から成る、薄い表面、すなわち動作波長に近いか、又は動作波長よりも小さい厚さを有している表面を有することができる。特定の実施形態では、入射光を所望の出力に回折散乱させるように、開示される主題の形状及び配置を設計することができる。
開示される主題は、出射光波の位相を変化させることができる。例えば、位相の空間プロファイルは、特定の機能を実行するように設計することができ、またメタ表面は、その機能に必要とされる位相を提供するように設計することができる。メタユニットは、大きい屈折率を有することができるが、しかしながら光学損失が０であるか、又は光学損失が少ない、ケイ素及び二酸化チタンなどの誘電性材料から製造することができる。
図１（ａ）には、収束レンズに必要とされる位相が、レンズの中心から遠ざかる半径方向距離の関数としてプロットされている。３つの波長、すなわち最も短い波長１０１（上）、中間の波長１０２（中央）、及び最も長い波長１０３（下）が、記載の式によって与えられる自由パラメータＣ（λ）に関してプロットされている。ｒ０において必要とされる位相は、すべての波長に関して０であってよい。図１（ｂ）には、レンズの半径に沿った（図１（ａ）に示した）４つの位置における、必要とされる位相対波長がプロットされている。一番上の曲線１０４は、最大の位相分散を有しており、上から二番目の曲線１０５は、二番目に大きい位相分散を有しており、上から三番目の曲線１０６は、三番目に大きい位相分散を有しており、また一番下の曲線１０７は、一番小さい位相分散を有している。自由パラメータＣ（λ）がこのように選択された、位置＃１〜＃３に関する分散プロファイルは、メタユニットによって提供される位相プロファイルと一致させることができる、増大する波長の関数として低減させることができる（図１（ｃ）を参照されたい）。一番上の曲線１０８は、最大の位相分散を有しており、上から二番目の曲線１０９は、二番目に大きい位相分散を有しており、上から三番目の曲線１１０は、三番目に大きい位相分散を有しており、また一番下の曲線１１１は、一番小さい位相分散を有している。広帯域メタ表面レンズに必要とされる位相プロファイルは、次式によって与えられる
Figure 2020522009
 但し
Figure 2020522009
一部の実施形態では、メタ表面レンズ（その光学位相プロファイル）に関する支配方程式内での自由度Ｃ（λ）を修正して、その支配方程式に従う、必要とされる位相分散を、メタユニットによって自然に達成することができる位相分散と一致させることができる。一部の実施形態では、メタユニットの選択及び支配方程式の選択の両方を含む誤差最小化を実行して、理想的なメタ表面レンズと達成可能なメタ表面レンズの振幅及び位相の両方についての不一致を低減することができる。例えば、達成可能なメタユニットと選択されたメタ表面レンズ支配方程式の誤差を、メタユニット及び支配方程式の両方の可変の選択を可能にすることによって低減又は最小化することができる。
図２は、例示的なアクロマティックメタ表面レンズの半径に沿った４つの位置における、位相分散プロファイル２００のプロットを示す。一番上の曲線２０１は、最大の位相分散を有しており、上から二番目の曲線２０２は、二番目に大きい位相分散を有しており、上から三番目の曲線２０３は、三番目に大きい位相分散を有しており、また一番下の曲線２０４は、一番小さい位相分散を有している。線形プロファイルは、位相オフセット項（Φ０）と、位相分散項を表す傾き（ｄφ／ｄω）とによってパラメータ化することができる。
図３には、例示を目的として限定を意図せずに、開口数（ＮＡ）が０．４４であって、１００μｍの焦点距離及び５０μｍの半径を有するメタ表面レンズに関する、（点によって覆われた領域によって表された）位相オフセット／分散要求空間（phase offset‐dispersion requirement space）がプロットされている。位相オフセットを０〜２πの区間にわたり囲むことができる。自由パラメータＣ（ω）は、ｒ０＝５０μｍで所定の式によって与えられている。
Figure 2020522009
 但し
Figure 2020522009
 但し
Figure 2020522009
図４（ａ）は、３つのメタユニットライブラリ及びそれらがカバーすることができる位相オフセット分散空間を示す。各ライブラリは、少数のメタユニット原形を含み、それぞれが原形の基本形状から成るメタユニットのサブクラスを表しているが、しかしながら面内幾何学的パラメータは変化する。メタユニットは、アモルファスシリコンから成り、石英基板上にパターニングされるものとする。位相オフセット分散空間において、ｘ軸は、一番低い周波数（又は一番長い波長、λ＝１．６μｍ）の位相であり、ｙ軸は、選択された帯域幅Δω（すなわち、λ＝１．２〜１．６μｍ）に関する位相分散、ΔΦ＝ｄφ／ｄω×Δωである。メタユニットライブラリ１は、単一の柱、環状の柱、及び同心円状の輪を含む。メタユニットの高さは、８００ｎｍである。単一の柱の従来の選択を使用するに過ぎない場合に比べて、位相分散空間のカバレッジの広がりが大きくなっていることに留意されたい。メタユニットライブラリ２も、メタユニットライブラリ１と同じ３つのメタユニット原形を有しているが、しかしながらメタユニットの高さは、１，４００ｎｍまで増大している。達成される分散の範囲は、ほぼ２倍である。メタユニットライブラリ３の高さは、メタユニットライブラリ２と同じに維持されているが、しかしながら回転対称の代わりに４回対称を有する原形に切り替えられている。この切り替えは、十字型を含むように、また十字が内接する型を含むように、原形の数を拡張する。位相分散空間のカバレッジがさらに改善されている。図４（ｂ）は、非常に異なる光学位相分散を有する５つの例示的なメタユニットを示す。各メタユニットは、効果的に切頭された導波路である。図４（ｂ）の第１列に（in the first row）示した第１メタユニットは、最も分散的なタイプのメタユニットである。つまり、短い波長は、中間の半径を有するロッドであるメタユニットと非常に良好に重畳し、これに対し、最も長い波長は、良好に重畳しない（does not have as good an overlap）。これは、非常に分散的な位相応答をもたらす。図４（ｂ）の第５列に示した最後のメタユニットは、最も分散的でないタイプのメタユニットである。つまり、すべての波長は、小さい環状リングであるメタユニット横断面と類似の形式で重畳する。
開示される主題は、新規のメタユニット構造の範囲を導入することができ、またブロードバンド機能に必要とされる位相分散を提供するためにそれらを利用することができる。一部の実施形態では、メタユニットは、メタ表面レンズの中心から遠位とすることができ、また大きな角度で焦点に寄与することができる。
図５は、少数の例示的なメタユニットの角度位相応答を示す。メタユニットは、基板の表面に対して垂直の方向における平面波によって励起させることができる。前方散乱光の位相は、メタユニットの中心の半円において監視することができ、また円の半径は、波長の倍数とすることができる（ファーフィールド領域）。異なる観察角度は、θで示すことができる。各角度応答図は、メタユニットによって散乱された光の波面の形状が球状ではないことを示す。つまり、基板法線方向（θ＝０）に沿った位相応答は、θ＝４５°の方向に沿った位相応答とは異なっていると考えられる。メタユニットは、メタ表面レンズ上での位置及び角度位相応答に従って選択することができる。
開示される主題は、マルチアングルメタ表面を含むことができる。マルチアングルメタ表面は、異なる入射角度に対して異なるメタ表面応答を有することができる。一部の実施形態では、開示される主題は、焦平面収差を除去するため、太陽光を一箇所に集中させるため、又は小さいフットプリントのオンチップ検出器のすべての入射角度を捕捉するために利用することができる。
図６は、例示を目的として限定を意図していない、１００μｍの直径及び０．２４の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズの測定されたファーフィールド強度分布を示す。図６（ａ）は、波長の広範囲にわたるアクロマティック集光を示す、縦断面における測定された光強度分布である。図６（ｂ）は、回折限界焦点が波長の広範囲にわたり得られることを示す、焦平面における測定された光強度分布である。
図７は、２００μｍの直径及び０．１２の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズの測定されたファーフィールド強度分布を示す。図７（ａ）は、波長の広範囲にわたるアクロマティック集光を示す、縦断面における測定された光強度分布である。図７（ｂ）は、回折限界焦点が波長の広範囲にわたり得られることを示す、焦平面における測定された光強度分布である。
図８は、１００μｍの直径及び０．８５の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズの測定されたファーフィールド強度分布を示す。図８（ａ）は、λ＝１，２００〜１，４００の波長範囲にわたるアクロマティック集光を示す、縦断面における測定された光強度分布である。図８（ｂ）は、回折限界焦点がλ＝１，２００〜１，４００の波長範囲にわたり得られることを示す、焦平面における測定された光強度分布である。
図９は、１，４００ｎｍの高さのメタユニットを基礎とする、１００μｍの直径、１００μｍの焦点距離及び０．４４の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズのシミュレートされたファーフィールド強度分布を示す。シミュレーションは、有限差分時間領域技術を用いて行われる。図９（ａ）の上部のパネルは、回折限界焦点が波長の広範囲にわたり得られることを示す、焦平面におけるシミュレートされた光強度分布である。図９（ａ）の下部のパネルは、波長の広範囲にわたるアクロマティック集光を示す、縦断面におけるシミュレートされた光強度分布である。図９（ｂ）は、波長の広範囲にわたるアクロマティック集光を示す、メタ表面レンズの軸線に沿った光強度のラインスキャンである。
図１０は、１，４００ｎｍの高さのメタユニットを基礎とする、１００μｍの直径、２０μｍの焦点距離及び０．９３の開口数（ＮＡ）を備えた集光メタ表面レンズのシミュレートされたファーフィールド強度分布を示す。図１０（ａ）の上部のパネルは、回折限界焦点が波長の広範囲にわたり得られることを示す、焦平面におけるシミュレートされた光強度分布である。図１０（ａ）の下部のパネルは、波長の広範囲にわたるアクロマティック集光を示す、縦断面におけるシミュレートされた光強度分布である。図１０（ｂ）は、波長の広範囲にわたるアクロマティック集光を示す、メタ表面レンズの軸線に沿った光強度のラインスキャンである。
図１１は、１００μｍの直径、５０μｍの焦点距離及び０．７の開口数（ＮＡ）を備えた発散メタ表面レンズの測定されたファーフィールド強度分布を示す。測定された焦点は、波面の起点となるメタ表面の裏にある仮想の点である。図１１（ａ）は、波長の広範囲にわたるアクロマティック性能を示す、縦断面における測定された光強度分布である。図１１（ｂ）は、回折限界仮想焦点が波長の広範囲にわたり得られることを示す、焦平面における測定された光強度分布である。
図１２（ａ）は、選択波長での、１００μｍの直径及びＮＡ＝０．２４を備えたメタ表面レンズの測定された焦平面強度分布を示す。図１２（ｂ）は、焦点が回折限界であることを示す、理想的なエアリースポットと比較した、図１２（ａ）における測定された焦点の水平方向横断面及び垂直方向横断面である。
図１３は、平均焦点距離からの最大シフトが全体の設計帯域幅の２％〜５％に限定されることを示し、またメタ表面レンズが色収差を補正できることを示す、実験で証明された４つのメタ表面レンズに関する波長の関数としての測定された焦点距離である。第１プロット１３０１は、最大のＺ値を有しており、第２プロット１３０２は、二番目に大きいＺ値を有しており、第３プロット１３０３は、三番目に大きいＺ値を有しており、また第４プロット１３０４は、一番小さいＺ値を有している。
図１４は、実験で証明された３つのメタレンズの測定された集光効率を示す。第１プロット１４０１は、最大の集光効率を有しており、第２プロット１４０２は、二番目に大きいピーク集光効率を有しており、また第３プロット１４０３は、一番低いピーク集光効率を有している。一部の実施形態では、伝搬効率及び集光効率を定量化することができる。メタ表面レンズの伝搬効率は、以下のように定義することができる：

伝搬＝メタ表面レンズ開口を介して伝搬されるパワー／メタ表面レンズ開口へ入射するパワー （８）
したがって、伝搬効率を決定することは、メタ表面レンズの領域（すなわち、シリコンメタ表面構造によって覆われた石英基板）を通って伝搬される光パワー及びメタ表面レンズと同一の領域の石英基板のみを通って伝搬される光パワーの測定を含む。
一部の実施形態では、メタ表面レンズの集光効率は、以下のように定義することができる：

集光効率＝焦点の３ＦＷＨＭまでの半径を有する領域にわたり積分されたパワー／メタ表面レンズ開口へ入射するパワー （９）
したがって、集光効率を決定することは、焦点のＦＷＨＭの約３倍の直径を有する焦平面における円形の開口に集中された光パワーの測定及びメタ表面レンズの領域を通って伝搬される光パワーの測定を含む。
図１５（ａ）は、実験で証明された４つのメタ表面レンズに関する焦点の抽出された半値全幅（ＦＷＨＭ）である。直線は、理論上のＦＷＨＭを表す。図１５（ａ）は、３つのプロットを含む。第１プロット１５０１は、最大のＦＷＨＭ値を有しており、第２プロット１５０２は、二番目に大きいＦＷＨＭ値を有しており、また第３プロット１５０３は、三番目に大きいＦＷＨＭ値を有している。図１５（ｂ）は、３つのプロットを含む。第１プロット１５０４は、最大のストレール比を有しており、第２プロット１５０５は、二番目に大きいストレール比を有しており、また第３プロット１５０６は、三番目に大きいストレール比を有している。図１５（ｂ）は、実験で証明された３つのメタ表面レンズに関する計算されたストレール比である。値は、すべての波長に関して０．８付近であるか、又は０．８を上回り、回折限界焦点に関する条件を満たす。
図１６（ａ）は、近赤外線で動作する例示的に製造されたメタ表面レンズの光学画像である。図１６（ｂ）から図１６（ｄ）は、近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの領域の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。図１７は、近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの領域のＳＥＭ画像である。図１８から図２１は、近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの領域のＳＥＭ画像である。図２２及び図２３は、近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの領域のＳＥＭ画像である。図２４から図２６は、近赤外線で動作する例示的なメタ表面レンズの領域のＳＥＭ画像である。これらすべての例示的なメタ表面レンズは、石英基板上にパターニングされたアモルファスシリコンから成る。
図２７は、石英基板上にパターニングされた、複数のアモルファスシリコン近赤外線メタ表面レンズを備えた例示的なチップの光学顕微鏡画像を提供する。レンズの直径は、いずれも３００μｍである。図２８は、石英基板上にパターニングされた、アモルファスシリコン近赤外線メタ表面レンズの光学顕微鏡画像を提供する。
図２９（ａ）は、３つの別個のメタレンズから成るメタレンズトリプレットにおける色収差及び単色収差の両方を補正するための最適化スキームを示す。レイトレーシング法が、メタレンズトリプレットを最適化するために使用される。最適化の目標は、様々な入射角度及び波長で焦平面における光スポットサイズを最小にすることである。各メタ表面の位相プロファイルは、５個のパラメータを用いる偶数次多項式によって規定される。つまり、全部で１５個のパラメータが最適化に使用される。次式は、位相プロファイルを表す：
Figure 2020522009
図２９（ｂ）は、メタレンズトリプレットの１つの特定の実現形態に関する３つのメタ表面の位相プロファイルを示す。第１位相プロファイルは、大きいＵ字状の曲線２９０１によって与えられており、第２位相プロファイルは、小さい反転されたＵ字状の曲線２９０２によって与えられており、また第３位相プロファイルは、大きい反転されたＵ字状の曲線２９０３によって与えられている。この特定の実現形態に関するパラメータは、図の下に列挙されている。
図３０は、３つの例示的な入射角度及び３つの動作波長でのメタレンズトリプレットの良好な性能を示すレイトレーシング結果である。１．２μｍの動作波長を用いる一番上側のグラフ図３０Ａは、３つの例示的な入射角度を含んでいる。一番上３００１は、２５度であり、中央３００２は、０度であり、また一番下３００３は、１８度である。１．４μｍの動作波長を用いる中央のグラフ図３０Ｂは、３つの例示的な入射角度を含んでいる。一番上３００４は、２５度であり、中央３００５は、０度であり、また一番下３００６は、１８度である。１．６μｍの動作波長を用いる一番下のグラフ図３０Ｃは、３つの例示的な入射角度を含んでいる。一番上３００７は、２５度であり、中央３００８は、０度であり、また一番下３００９は、１８度である。図３１（ａ）から図３１（ｃ）は、電子ビームリソグラフィを使用して製造されたメタ表面トリプレットの３つの素子の光学画像であり、また図３２は、組み合わされたトリプレットの光学画像である。
図３３は、図３２に示したメタレンズトリプレットの測定されたファーフィールド強度分布を示す。波長の広範囲にわたり焦点が回折限界であることを示し、また焦平面における測定された光強度分布が上部のパネルに示されている。焦点距離がλ＝１．３〜１．６μｍの波長にわたり約５ｍｍであることを示し、また縦断面における測定された光強度分布が下部のパネルに示されている。図３４は、図３２に示したメタレンズトリプレットに関する僅かな入射角度及び種々の波長での、焦平面における測定された強度分布である。結果として分かったことは、２０°までの入射角度では、焦点は歪みが小さいことであり、このことは、単色収差が良好に抑制されていることを示す。入射角度が２５度まで大きくなると、焦点は、最も短い波長に関して歪みを示し始める。図３５に示した焦点のラインスキャンは、同じ状況（story）を示す。メタレンズトリプレットの変調伝達関数（ＭＴＦ）を、測定された焦点のフーリエ変換の実行によって計算することができ、また結果は図３６に示されている。図３６（ａ）から図３６（ｄ）は、４つの波長において計算されたＭＴＦである。図３６（ｅ）は、様々な入射角度において、１．３〜１．６μｍの波長範囲にわたり積分されたＭＴＦである。ＭＴＦ曲線は、入射角度が増大したときの回折限界ケースのＭＴＦと比較して顕著に減少せず、このことは、単色収差が抑制されていることを示す。
図３７（ａ）及び図３７（ｂ）は、メタレンズトリプレットを使用した、ＵＳＡＦ分解能ターゲットの撮像結果を示す。図３７（ａ）は、λ＝１，５５０ｎｍ付近の非常に狭い線幅を有するダイオードレーザでもって照明されたターゲットを撮影した画像である。図３７（ｂ）は、λ＝７００ｎｍ〜１，７００ｎｍの広帯域近赤外線放射を放出する広帯域ハロゲンランプでもって照明されたターゲットを撮影した画像である。２つの画像を比較すると、ダイオードレーザで撮影された画像はよりシャープであるが、しかしながらハロゲンランプが使用されたときの劣化は顕著ではない。このことは、メタレンズトリプレットが色収差を補正できることを示す。図３７（ｃ）は、実験用のセットアップの概略図である。セットアップは、ファイバカプラ３７０１、結果として得られた画像３７０２、トリプレット３７０３、後焦平面３７０４、１０ｘ対物レンズ３７０５、及び近赤外線で動作するカメラ３７０６を含む。
図３８は、メタレンズトリプレットを使用する、ジーメンススター及び同心円リングの撮像の結果を示す。図３８（ａ）は、λ＝１，５５０ｎｍで放射を行うダイオードレーザでもって照射された対象を撮影した画像である。図３８（ｂ）は、広帯域ハロゲンランプでもって照射された対象を撮影した画像である。ハロゲンランプが使用された場合の画像の劣化は顕著ではなく、これは、メタレンズトリプレットが色収差を補正できることを示す。図３９（ａ）及び図３９（ｂ）は、メタレンズトリプレットを使用する、広帯域ハロゲンランプでもって照明された反射型対象物の撮像の結果を示す。図３９（ａ）は、Ａ４用紙に印刷されたＣｏｌｕｍｂｉａ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇのロゴの画像である。視野は、約±１５°である。図３９（ｂ）は、Ａ４用紙に印刷されたＵＳＡＦ解像度ターゲットの画像である。視野は、ここでもまた約±１５度である。画像の鮮明な特徴は、単色収差が抑制されていることを示している。図３９（ｃ）は、実験用のセットアップの概略図である。セットアップは、結果として得られた画像３９０１、ファイバカプラ３９０２、トリプレット３９０３、後焦平面３９０４、１０ｘ対物レンズ３９０５、及び近赤外線で動作するカメラ３９０６を含む。
図４０は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を基礎とし、近赤外線で動作するメタ表面レンズ４０００に関する例示的な製造フローを示す。製造は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）製造能力と互換性のあるプロセスでもって行うことができる。使用される材料は、所望の帯域幅内で動作する、任意のＣＭＯＳ互換性低損失誘電性材料を含むことができる。これによって、二酸化ケイ素基板上に載置されるａ−Ｓｉナノ構造を選択することができる。４００１では、化学気相成長でもって、二酸化ケイ素基板上にａ−Ｓｉ膜を１００〜１０，０００ｎｍの高さまで成長させることができる。４００２では、電子ビームリソグラフィ（光リソグラフィ、遠紫外線リソグラフィ、又はナノインプリントリソグラフィに一般化することができる）を使用してパターニングを行い、標準的なスピン堆積技術によってａ−Ｓｉ層の上面に堆積させることができるレジスト層（ポリ（メチルメタクリレート）、又はＰＭＭＡ）に、設計されたメタ表面パターンを形成することができる。４００３では、１分〜３分の期間にわたり、０℃〜１０℃の温度で、イソプロピルアルコール及び蒸留水から成る現像液（３：１〜６：４の比率）に浸漬させることによって、パターンを現像することができる。４００４では、物理気相成長によって、アルミナ又はシリカなどのエッチングマスク材料を、１０ｎｍ〜５０ｎｍの厚さまで堆積させることができる。４００５では、１時間〜１２時間の期間にわたり、２５℃〜９０℃の温度で、アセトン又はＮ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶剤において、残存するレジスト層を溶解することによって、パターンをリフトオフすることができる。４００６では、ａ−Ｓｉ層上に残存する材料が、電子ビームリソグラフィによって決定されたエッチングマスクであってよい。このパターンを、反応性イオンエッチングによって、ａ−Ｓｉ層に転写することができ、これは、湿式化学プロセスによってエッチングマスク層を除去するためのオプションのプロセスの後に、二酸化ケイ素基板上にシリコンメタ表面から成る最終的なデバイスをもたらす。
一部の実施形態では、メタユニットの製造が開示されている。図４１は、メタ表面レンズに関するＴｉＯ２メタユニット（紫）の例示的な製造フローを提供する。４１０１では、電子ビームレジストの層、例えばＰＭＭＡ９５０ｋが、スピンコーティングされる。続く４１０２では、電子ビーム露光が適用され、メタ表面レンズパターンが画定される。４１０３では、原子層堆積（ＡＬＤ）を使用して、ＴｉＯ２が堆積される。４１０４では、エッチングが行われて、デバイスの表面が平坦化される。４１０５では、部分的な酸素プラズマエッチングが行われて、ＰＭＭＡの層が除去される。このスキームでは、機械的な安定性のためにＰＭＭＡレジスト層に部分的に埋め込まれていることに起因して、より高いアスペクト比のＴｉＯ２メタユニットを実現することができる。空気に晒されるメタユニットの部分は、大きい屈折率コントラストを有することができ、これは、ＰＭＭＡレジストに純粋に埋め込まれているメタユニットと比較して、位相オフセット分散空間における大きいカバレッジをもたらす。部分的に埋め込まれたメタユニットを有することによって、全体的により高い構造を実現することができ、これは、レジストを完全に除去するよりも、位相オフセット分散空間における大きいカバレッジをもたらす。
図４２は、メタ表面レンズに関するキノコ型のＴｉＯ２メタユニット（紫）４２００の例示的な製造フローを提供する。単一の電子ビーム書込みプロシージャは、直交現像化学（orthogonal developing chemistries）を提供する２つの電子ビームレジスト層と共に使用することができる。４２０１では、ＰＭＭＡ９５０ｋ及びＺＥＰから成る電子ビームレジストのデュアル層が、スピンコーティングされる。４２０２では、異なるドーズを用いる、異なるサイズの２つの領域にわたり、バイナリ電子ビーム露光が適用される。４２０３では、電子ビームレジストの一部が、ＭＩＢＫ及びＩＰＡを使用して除去される。４２０４では、ＴｉＯ２が堆積され、デバイスの表面が平坦化される。４２０５では、ＺＥＰが化学的に除去される。一部の実施形態では、ＭＩＢＫ／ＩＰＡの現像液比が１：３であってよく、この場合、上部層（ＺＥＰ）は、下部層（ＰＭＭＡ）に必要とされるものよりも低いドーズ量で現像することができる。これによって、（上部層の横断面が下部層の横断面よりも大きいという制約で）各層における可変の横断面を有する、製造すべき３Ｄ形状を単一のリソグラフィプロセスで実現することができる。
図４３は、単一のリソグラフィ手順での、可変の高さを有するＴｉＯ２メタユニットの例示的な製造フローを示す。４３０１では、石英基板が提供される。４３０２では、電子ビームレジストＰＭＭＡの単一の層が、スピンコーティングされ、層が焼成される。４３０３では、メタ表面レンズパターンの電子ビーム露光を用いる手順が使用される。４３０４では、ＩＰＡ／脱イオン水における現像プロセスが使用されて、露光された電子レジストが除去される。４３０５では、原子層堆積（ＡＬＤ）を使用して、ＴｉＯ２の層が堆積される。４３０６では、ＴｉＯ２の堆積及びデバイスの表面の平坦化を継続した結果が示されている。「グレースケール」リソグラフィ法を適用して、可変の深さを有するレジスト（このケースではＰＭＭＡ）のモールドを達成することができる。これによって、図４２に示したキノコ型のメタユニットに類似するやり方で、垂直方向の自由度を実現することができる。
図４４は、電子ビーム感応性のＴｉＯ２ゾルゲルを使用する、ＴｉＯ２メタユニットの例示的な製造フローを提供する。４４０１では、石英基板が提供される。続く４４０２では、ＴｉＯ２ゾルゲルの単一の層が、スピンコーティングされて焼成される。４４０３では、メタ表面レンズの電子ビーム露光を用いる手順が使用される。４４０４では、アセトン／ＩＰＡにおける現像プロセスが使用される。４４０５では、デバイスがアニーリングされて、有機成分が除去される。ゾルゲルは、アセトンにおいて不溶性になる電子ビーム露光領域を有するネガティブレジストのような挙動を示すことができる。現像後アニーリングによって、ＴｉＯ２ナノ構造を形成することができる。アニーリングプロセスによって、有機化学物質の蒸発に起因するナノ構造の収縮をもたらすことができる。この製造プロセスに関しては、蒸着又はエッチングを回避することができる。
一部の実施形態では、室温及び低湿度の環境で、エタノール溶剤において、等モル比の金属アルコキシド前駆体チタニウム（ＩＶ）ｎブトキシドＴｉ（ＯＢｕｎ）４をβジケトン１ベンゾイルアセトンと混合することによって、電子ビーム感応性のＴｉＯ２ゾルゲルを合成することができる。ＢｚＡｃは、その加水分解反応を低減させるＴｉ（ＯＢｕｎ）４を安定化させることができ、またそれとのキセート環を形成する。キレート環が電子ビームの露光に起因して破壊されると、ゾルゲルをアセトンのような有機溶剤に対して不溶性にすることができる。結果として得られたゾルゲルナノ構造を、３００℃〜５００℃の温度範囲でのアニーリングによって、純ＴｉＯ２に変換することができる。他の合成方法は、エージングプロセス中の沈殿を防止するために、先行の溶剤に氷酢酸（glacial acetic）を添加することを含むことができる。
図４５は、ＴｉＯ２ゾルゲルの直接的な電子ビーム書込みを基礎とする、例示的に製造されたＴｉＯ２メタユニットのＳＥＭ画像を提供する。２μｍのアーム及び２μｍの周期を有する十字型の構造が、シリコン基板上に製造された。この画像は、以下の値、すなわち、ＨＶ＝１０．００ｋＶ；点＝２，０；ｄｅｔ＝ＴＬＤ；モード＝ＳＥ；ｍａｇ＝２０，０００ｘ；６．３５μｍ；ＷＤ＝５．１ｍｍ、を使用して、２０１７年４月３０日の午後２時５９分１７秒に撮影された。
図４６は、ＴｉＯ２ゾルゲルの直接的な電子ビーム書込みを基礎とする、製造されたＴｉＯ２メタユニットのＳＥＭ画像を提供する。３０°の角度で見た、シリコン基板上に製造された、２μｍのアーム及び２μｍの周期を有する十字型の構造が示されている。この画像は、以下の値、すなわち、ＨＶ＝１０．００ｋＶ；点＝２，０；ｄｅｔ＝ＴＬＤ；モード＝ＳＥ；ｍａｇ＝２０，０００ｘ；６．３５μｍ；ＷＤ＝５．３ｍｍ、を使用して、２０１７年４月３０日の午後３時２０分１３秒に撮影された。
図４７は、ＴｉＯ２ゾルゲルの直接的な電子ビーム書込みを基礎とする、製造されたＴｉＯ２メタユニットのＳＥＭ画像を提供する。各メタユニットは、我々のメタユニットライブラリの別個の素子である。この画像は、以下の値、すなわち、ＥＨＴ＝１５．００ｋＶ；ＳｉｇｎａｌＡ＝ＩｎＬｅｎｓ；ＷＤ＝３．１ｍｍ；Ｍａｇ＝２０．０１Ｋ Ｘ；Ｖａｃ Ｓｔａｔｕｓ＝Ｒｅａｄｙ；Ｇｕｎ Ｖａｃｕｕｍ＝７．５３ｅ−０１０ｍｂａｒ；及びＳｙｓｔｅｍ Ｖａｃｕｕｍ＝３．１４ｅ−００６ｍｂａｒ、を用いて、２０１７年５月１１日の午後７時２分３６秒に撮影された。
開示される主題の例示的な実施形態では、光学的なセットアップを示すための概略図が提供される。図４８を参照すると、例示を目的として限定を意図せずに、セットアップ４８００は、ＮＩＲカメラ４８０１、アイリス４８０２、チューブレンズ４８０３、フリップミラー４８０４、レンズ４８０５、及びパワーメータ４８０６を含むことができ、それらはいずれも、電動ステージ４８０７に取り付けられている。メタレンズ４８０８及びファイバカプラ４８０９も含めることができる。一部の実施形態では、ＮＩＲカメラ４８０１は、最初にファイバカプラ４８０９、続けてメタレンズ４８０８、続けてチューブレンズ４８０３、また最後にアイリス４８０２を通過しなければならない光を受け取る。一部の実施形態では、効率測定のために、フリップミラー４８０４によって、光をレンズ４８０５からパワーメータ４８０６へと通過させることができる。
本明細書における説明は単に、開示される主題の原理を示しているに過ぎない。記載された実施形態に対する様々な修正及び変更は、本明細書における教示に鑑みて当業者には明らかになるであろう。したがって、本明細書における開示は、開示される主題の範囲の例示を意図したものであって、限定を意図したものではない。

Claims (20)

  1. 少なくとも１つの波長及び第１位相を有する入射電磁放射を、第２位相を有する出射電磁放射へと集束させるための実質的に平坦な光学コンポーネントであって、
    基板と、
    少なくとも前記第１位相を前記第２位相に変化させる複数の光学メタユニットを含む、前記基板に結合された少なくとも１つのメタ表面と、を有し、
    前記複数の光学メタユニットの各光学メタユニットは、少なくとも１つの異なる光学メタユニットから前記波長よりも短い距離に位置決めされており、
    前記平坦な光学コンポーネントは、色収差及び単色収差の両方を波長にわたって補正するように適合されている、光学コンポーネント。
  2. 前記複数のメタユニットの各々は、前記電磁放射を回折散乱させる形状を有するメタユニットを含んでいる、請求項１記載の光学コンポーネント。
  3. 前記形状は、１つ以上の可変の幾何学パラメータを有する原形形状を含んでいる、請求項２記載の光学コンポーネント。
  4. 前記複数のメタユニットの各々は、広帯域アクロマティックメタ表面レンズに、所定の範囲の光学位相オフセット及び位相分散を提供するように構成されている、請求項２記載の光学コンポーネント。
  5. 前記複数のメタユニットの各々は、広帯域アクロマティックメタ表面レンズに、所定の範囲の散乱振幅を提供するように構成されている、請求項２記載の光学コンポーネント。
  6. 前記複数のメタユニットの各々は、誘電性材料を含んでいる、請求項１記載の光学コンポーネント。
  7. 前記誘電性材料は、ケイ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、及び二酸化チタンから成るグループから選択されている、請求項６記載の光学コンポーネント。
  8. 前記少なくとも１つのメタ表面は、２つ以上のメタ表面を含んでいる、請求項１記載の光学コンポーネント。
  9. 前記２つ以上のメタ表面は、単色収差を補正するように適合されている、請求項８記載の光学コンポーネント。
  10. 前記少なくとも１つのメタ表面は、第１層及び第２層を有している、請求項１記載の光学コンポーネント。
  11. 前記第１層は、第１幾何学形状及び第１材料を有しており、前記第２層は、第２幾何学形状及び／又は第２材料を有している、請求項１０記載の光学コンポーネント。
  12. 前記少なくとも１つのメタ表面は、可変の厚さによって特徴づけられている、請求項１記載の光学コンポーネント。
  13. 少なくとも１つの波長及び第１位相を有する入射電磁放射を、第２位相を有する出射電磁放射へと集束させるための実質的に平坦な光学コンポーネントを製造する方法であって、
    基板を位置決めするステップと、
    少なくとも前記第１位相を前記第２位相に変化させる複数の光学メタユニットを含む少なくとも１つのメタ表面を前記基板に形成するステップと、を含み、
    前記複数の光学メタユニットの各光学メタユニットは、少なくとも１つの異なる光学メタユニットから前記波長よりも短い距離に位置決めされ、
    前記平坦な光学コンポーネントは、色収差及び単色収差の両方を波長にわたって補正するように適合される、方法。
  14. 前記形成するステップは、基板層と、該基板層の上において１００〜１００，０００ｎｍの厚さを有するパターニングされたフィルム層と、を形成するステップを含む、請求項１３記載の方法。
  15. 前記パターニングは、電子ビームリソグラフィ、フォトリソグラフィ、深紫外線リソグラフィ、及びインプリントリソグラフィの使用から成るグループから選択される、請求項１４記載の方法。
  16. 前記形成するステップは、２つの以上のパターニングされたフィルム層を積層するステップを含む、請求項１３記載の方法。
  17. 前記メタユニットは、ケイ素、窒化ケイ素、窒化ガリウム、及び二酸化チタンから成るグループから選択される、請求項１３記載の方法。
  18. 前記形成するステップは、さらに、前記基板に前記メタユニットを部分的に埋め込むステップを含む、請求項１３記載の方法。
  19. 前記メタユニットは、少なくとも高さ方向に沿って様々な形状を有するメタユニットを含む、請求項１３記載の方法。
  20. 前記メタユニットは、高さが変化する、請求項１３記載の方法。
JP2019564940A 2017-05-24 2018-05-24 分散設計型の誘電性メタ表面による広帯域アクロマティック平坦光学コンポーネント Pending JP2020522009A (ja)

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US (1) US11906698B2 (ja)
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GB (1) GB2578236B (ja)
WO (1) WO2018218063A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022058082A (ja) * 2020-09-30 2022-04-11 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司 光通信装置
US11927769B2 (en) 2022-03-31 2024-03-12 Metalenz, Inc. Polarization sorting metasurface microlens array device

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11994671B2 (en) 2015-04-08 2024-05-28 Samsung Electronics Co., Ltd. Focusing device comprising a plurality of scatterers and beam scanner and scope device
US9995930B2 (en) * 2015-04-08 2018-06-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Focusing device comprising a plurality of scatterers and beam scanner and scope device
US11835680B2 (en) * 2017-05-04 2023-12-05 President And Fellows Of Harvard College Meta-lens doublet for aberration correction
EP3631533A4 (en) 2017-05-24 2021-03-24 The Trustees of Columbia University in the City of New York WIDE-BAND ACHROMATIC FLAT OPTICAL COMPONENTS BY DIELECTRIC METASURFACES MODIFIED BY DISPERSION
SG11202001717VA (en) 2017-08-31 2020-03-30 Metalenz Inc Transmissive metasurface lens integration
JP2022542172A (ja) 2019-07-26 2022-09-29 メタレンズ，インコーポレイテッド アパーチャメタ表面およびハイブリッド屈折メタ表面イメージングシステム
US11089197B1 (en) 2020-01-27 2021-08-10 Aptiv Technologies Limited Camera with phased metalens
CN111158070B (zh) * 2020-02-25 2021-09-28 南京大学 一种基于全介质超表面的双层消色差透镜
CN111624688B (zh) * 2020-05-07 2021-09-28 中山大学 一种基于级联超表面的光纤微型内窥探头
CN113703080B (zh) * 2020-05-22 2023-07-28 深圳迈塔兰斯科技有限公司 一种超透镜和具有其的光学***
US11933939B2 (en) * 2020-06-24 2024-03-19 The Regents Of The University Of Michigan Metalens with artificial focus pattern
CN111856622B (zh) * 2020-07-15 2022-03-04 华南师范大学 一种基于叉型结构实现宽波带消色差超透镜的方法
EP3968059A1 (en) 2020-09-11 2022-03-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Meta lens assembly and electronic device including the same
US11089188B1 (en) 2020-11-02 2021-08-10 Aptiv Technologies Limited Phased metalens for adjusting a focus of an image
KR20230148823A (ko) * 2021-02-26 2023-10-25 이미지아, 인크. 광학 메타렌즈 시스템
CN115166876B (zh) * 2021-04-02 2024-04-26 深圳迈塔兰斯科技有限公司 一种近红外超透镜及用于颅内肿瘤热疗的导光光学***
CN113851573B (zh) * 2021-09-23 2023-09-01 深圳迈塔兰斯科技有限公司 提高发光二极管取光效率的超表面
CN114460726B (zh) * 2022-01-30 2022-12-02 华中科技大学 一种基于双层介质超表面的消色差光学变焦***
US11933940B1 (en) 2022-09-14 2024-03-19 Imagia, Inc. Materials for metalenses, through-waveguide reflective metasurface couplers, and other metasurfaces

Family Cites Families (307)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3877034A (en) 1973-12-06 1975-04-08 Trw Inc Artificial dielectric structure and its method of fabrication
US4856899A (en) 1985-12-20 1989-08-15 Yokogawa Electric Corporation Optical frequency analyzer using a local oscillator heterodyne detection of incident light
US5452126A (en) 1993-11-10 1995-09-19 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Lightweight binocular telescope
EP0959051A4 (en) 1996-08-13 1999-12-15 Nippon Sheet Glass Co Ltd Laser machining method for glass substrate, diffraction type optical device fabricated by the machining method, and method of manufacturing optical device
US6097856A (en) 1998-07-10 2000-08-01 Welch Allyn, Inc. Apparatus and method for reducing imaging errors in imaging systems having an extended depth of field
HUP0000518D0 (en) 2000-02-04 2000-04-28 Method of placing data signals onto a carrier; method and apparatus for the holographic recording and read-out of data
US7039289B1 (en) 2000-05-19 2006-05-02 Optinetrics, Inc. Integrated optic devices and processes for the fabrication of integrated optic devices
US6731839B2 (en) 2000-07-31 2004-05-04 Corning Incorporated Bulk internal Bragg gratings and optical devices
US20020048727A1 (en) 2000-10-20 2002-04-25 Yan Zhou Method for forming a refractive-index-patterned film for use in optical device manufacturing
RU2179336C1 (ru) 2000-12-26 2002-02-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Инсмат Технология" Способ формирования оптического изображения в некогерентном свете и устройство для его осуществления (варианты)
US7450618B2 (en) 2001-01-30 2008-11-11 Board Of Trustees Operating Michigan State University Laser system using ultrashort laser pulses
US6813056B2 (en) 2001-02-28 2004-11-02 Teracomm Research Inc. High amplitude fast optical modulator
EP1251397A3 (de) 2001-03-27 2005-07-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Herstellung von optisch abgebildeten Strukturen mit einer Phasenschiebung von transmittierten Lichtanteilen
US7327468B2 (en) 2001-07-26 2008-02-05 Advanced Metrology Systems Llc Opto-acoustic apparatus with optical heterodyning for measuring solid surfaces and thin films
US20030107787A1 (en) 2001-09-26 2003-06-12 Arkady Bablumyan Planar and fiber optical apodized diffraction structures fabrication
US6927922B2 (en) 2001-12-18 2005-08-09 The University Of Rochester Imaging using a multifocal aspheric lens to obtain extended depth of field
ITMI20020405A1 (it) 2002-02-28 2003-08-28 Infm Materiale vetroceramico a base di silice e biossido di stagno particolarmente per applicazioni ottiche e relativo procedimento di realizzazi
US7312432B2 (en) 2002-07-08 2007-12-25 Dmetrix, Inc. Single axis illumination for multi-axis imaging system
US7118676B2 (en) 2003-09-04 2006-10-10 Arryx, Inc. Multiple laminar flow-based particle and cellular separation with laser steering
EP2806427A3 (en) 2002-07-31 2015-04-22 Premium Genetics (UK) Limited System and method of sorting materials using holographic laser steering
US7126541B2 (en) 2002-11-19 2006-10-24 Farrokh Mohamadi Beam forming phased array system in a transparent substrate
US7186969B2 (en) 2003-02-12 2007-03-06 Mitutoyo Corporation Optical configuration for imaging-type optical encoders
US7180673B2 (en) 2003-03-28 2007-02-20 Cdm Optics, Inc. Mechanically-adjustable optical phase filters for modifying depth of field, aberration-tolerance, anti-aliasing in optical systems
JP4565192B2 (ja) 2003-03-31 2010-10-20 オムニビジョン テクノロジーズ， インコーポレイテッド 画像システムにおける収差を生じる影響を最小化するための、システムおよび方法
JP4021443B2 (ja) 2003-05-12 2007-12-12 富士通株式会社 分波機能を備えた光学装置
CN1802847A (zh) 2003-05-13 2006-07-12 艾科悉德成像有限公司 用于增强图像分辨率的光学方法和***
JP4222141B2 (ja) 2003-07-25 2009-02-12 沖電気工業株式会社 スーパーストラクチャ・ファイバブラッググレーティングの製造方法及び製造装置
US8351048B2 (en) 2003-08-28 2013-01-08 4D Technology Corporation Linear-carrier phase-mask interferometer
JP2007508596A (ja) 2003-10-17 2007-04-05 エクスプレイ リミテッド 投影システムに使用する光学システムおよび方法
TWI335417B (en) 2003-10-27 2011-01-01 Zygo Corp Method and apparatus for thin film measurement
JP2005274847A (ja) 2004-03-24 2005-10-06 Toshiaki Nose 位相分布の形成方法及び回折光学素子
US20050211665A1 (en) 2004-03-26 2005-09-29 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods of forming a microlens array
JP4073886B2 (ja) 2004-03-30 2008-04-09 アンリツ株式会社 可変波長光源
US7365917B2 (en) 2004-08-16 2008-04-29 Xceed Imaging Ltd. Optical method and system for extended depth of focus
US7061693B2 (en) 2004-08-16 2006-06-13 Xceed Imaging Ltd. Optical method and system for extended depth of focus
EP1880189A2 (en) 2005-02-09 2008-01-23 Chemimage Corporation System and method for the deposition, detection and identification of threat agents
WO2006085319A2 (en) 2005-02-10 2006-08-17 Yeda Research And Development Company Ltd. Redox-active structures and devices utilizing the same
JP2006276373A (ja) 2005-03-29 2006-10-12 Sony Corp ホログラム記録装置及び位相マスク
US20120258407A1 (en) 2005-04-12 2012-10-11 Sirat Gabriel Y Multifield incoherent Lithography, Nomarski Lithography and multifield incoherent Imaging
US7344928B2 (en) 2005-07-28 2008-03-18 Palo Alto Research Center Incorporated Patterned-print thin-film transistors with top gate geometry
JP4379402B2 (ja) 2005-09-16 2009-12-09 ソニー株式会社 ホログラム記録再生装置および記録再生用光学装置
KR100727752B1 (ko) 2005-10-26 2007-06-13 에스케이 텔레콤주식회사 착신 제한 번호 입력 방법
US20070139792A1 (en) 2005-12-21 2007-06-21 Michel Sayag Adjustable apodized lens aperture
DE102006018928A1 (de) 2006-04-24 2007-11-08 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsbelichtungssystem und Verwendung desselben
WO2007141788A2 (en) 2006-06-06 2007-12-13 Xceed Imaging Ltd. Optical system and method for multi-range and dual-range imaging
US8169703B1 (en) 2006-09-06 2012-05-01 Lightsmyth Technologies Inc. Monolithic arrays of diffraction gratings
JP4466632B2 (ja) 2006-10-03 2010-05-26 ソニー株式会社 記録装置、位相変調装置
US7773307B2 (en) 2006-12-12 2010-08-10 Northrop Grumman Space & Mission Systems Corporation Phase mask with continuous azimuthal variation for a coronagraph imaging system
US7646549B2 (en) 2006-12-18 2010-01-12 Xceed Imaging Ltd Imaging system and method for providing extended depth of focus, range extraction and super resolved imaging
WO2008115600A1 (en) 2007-03-21 2008-09-25 Olambda, Inc. Multi-material hard mask or prepatterned layer for use with multi-patterning photolithography
KR20080099452A (ko) 2007-05-09 2008-11-13 주식회사 대우일렉트로닉스 광정보 기록장치, 광정보 재생장치, 광정보 기록재생장치,광정보 기록방법 및 광정보 재생방법
KR20080103149A (ko) 2007-05-23 2008-11-27 주식회사 대우일렉트로닉스 광정보 기록장치 및 이를 이용한 광정보 기록방법
KR20090002583A (ko) 2007-07-02 2009-01-09 주식회사 대우일렉트로닉스 그레이-톤 마스크, 그레이-톤 마스크의 제조방법,그레이-톤 마스크를 이용한 페이즈 마스크 제조방법 및그레이-톤 마스크에 의해 제조되는 페이즈 마스크
US8335034B2 (en) 2007-07-20 2012-12-18 Medizinische Universitat Innsbruck Optical device with a pair of diffractive optical elements
CN100510783C (zh) 2007-11-20 2009-07-08 中国科学院光电技术研究所 一种包含纳米缝的金属膜透镜
DE102007058558A1 (de) 2007-12-05 2009-06-25 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Phasenkontrastmikroskop mit einer Anordnung zur Variation der Phase des Lichtes
CN100476504C (zh) 2007-12-07 2009-04-08 浙江大学 一种相位掩膜板及其应用这种相位掩膜板的成像***
RU2367986C1 (ru) 2008-02-18 2009-09-20 Корпорация "САМСУНГ ЭЛЕКТРОНИКС Ко., Лтд." Объектив с инвариантной мпф
US8013316B2 (en) 2008-03-14 2011-09-06 Eleftheriades George V Metallic screens for sub-wavelength focusing of electromagnetic waves
WO2009115108A1 (en) 2008-03-19 2009-09-24 Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg A method and an apparatus for localization of single dye molecules in the fluorescent microscopy
US8472797B2 (en) 2008-03-24 2013-06-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Image capturing lens system
KR101550478B1 (ko) 2008-04-02 2015-09-04 오블롱 인더스트리즈, 인크 확장된 피사계심도에 걸쳐 추출된 3차원 정보를 이용하는 제스처 기반 제어 시스템 및 방법
FI20085304A0 (fi) 2008-04-11 2008-04-11 Polar Electro Oy Resonaattorirakenne pienikokoisissa radiolaitteissa
US8401332B2 (en) 2008-04-24 2013-03-19 Old Dominion University Research Foundation Optical pattern recognition technique
US8699140B2 (en) 2008-05-30 2014-04-15 The Penn State Research Foundation Flat transformational electromagnetic lenses
US8318386B2 (en) 2008-08-07 2012-11-27 Rolith Inc. Fabrication of nanostructured devices
US20100033701A1 (en) 2008-08-08 2010-02-11 Hyesog Lee Superlens and lithography systems and methods using same
WO2010017694A1 (zh) 2008-08-15 2010-02-18 北京泰邦天地科技有限公司 一种等模糊中间像获取装置
JP5806615B2 (ja) 2008-09-03 2015-11-10 オブロング・インダストリーズ・インコーポレーテッド データ空間の主要次元をナビゲートするための制御システム
CN101510012B (zh) 2009-03-26 2010-08-11 浙江大学 一种复合型相位掩模板
CN101510011B (zh) 2009-03-26 2010-09-01 浙江大学 一种复合相位掩模板及成像***
CN101510013B (zh) 2009-03-30 2010-06-23 浙江大学 复合相位掩模板
US8816460B2 (en) 2009-04-06 2014-08-26 Nokia Corporation Image sensor
US9316916B2 (en) 2009-04-07 2016-04-19 Globalfounries Inc. Method to mitigate resist pattern critical dimension variation in a double-exposure process
ES2346175B1 (es) 2009-04-08 2011-09-30 Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) Instrumento para la simulacion de correcciones oftalmicas multifocales.
US8456620B2 (en) 2009-07-24 2013-06-04 Empire Technology Development Llc Enabling spectrometry on IR sensors using metamaterials
DE102009037629B4 (de) 2009-08-14 2012-12-06 Friedrich-Schiller-Universität Jena Pixeliertes, diffraktives optisches Element mit zwei Höhenstufen zur Erzeugung einer Phasenverteilung mit beliebigem Phasenhub
TWI525346B (zh) 2009-09-01 2016-03-11 財團法人工業技術研究院 具有長焦深之光學成像系統及光學系統
US9310535B1 (en) 2009-09-03 2016-04-12 Lightsmyth Technologies Inc. Thermally compensated optical diffraction gratings
US8152307B2 (en) 2009-12-21 2012-04-10 Microvision, Inc. Diffractive optical element having periodically repeating phase mask and system for reducing perceived speckle
US9151891B2 (en) 2010-02-12 2015-10-06 The Regents Of The University Of California Metamaterial-based optical lenses
WO2011106553A2 (en) 2010-02-24 2011-09-01 The Regents Of The University Of California Planar, low loss transmitting or reflecting lenses using sub-wavelength high contrast grating
TWI421618B (zh) 2010-04-09 2014-01-01 Ind Tech Res Inst 景深擴展之投影系統及影像處理方法
EP2567287B1 (en) 2010-05-03 2019-08-21 InVisage Technologies, Inc. Devices and methods for high-resolution image and video capture
US8558873B2 (en) 2010-06-16 2013-10-15 Microsoft Corporation Use of wavefront coding to create a depth image
US8351120B2 (en) 2010-09-15 2013-01-08 Visera Technologies Company Limited Optical device having extented depth of field and fabrication method thereof
US9212899B2 (en) 2010-09-15 2015-12-15 Ascentia Imaging, Inc. Imaging, fabrication and measurement systems and methods
US8687040B2 (en) 2010-11-01 2014-04-01 Omnivision Technologies, Inc. Optical device with electrically variable extended depth of field
TWI547683B (zh) 2010-12-06 2016-09-01 Univ Nat Central Multi - wavelength optical measurement method for thin film elements
WO2012139391A1 (zh) 2011-04-12 2012-10-18 深圳光启高等理工研究院 一种偏折电磁波的超材料
CN102480008B (zh) * 2011-04-14 2013-06-12 深圳光启高等理工研究院 汇聚电磁波的超材料
CN103547956B (zh) 2011-04-20 2016-06-15 惠普发展公司，有限责任合伙企业 基于亚波长光栅的光学元件
US8912973B2 (en) 2011-05-04 2014-12-16 The Penn State Research Foundation Anisotropic metamaterial gain-enhancing lens for antenna applications
US20170329201A1 (en) 2011-05-24 2017-11-16 Craig B. Arnold Tunable acoustic gradient index of refraction lens and system
US9829700B2 (en) 2011-06-09 2017-11-28 Universite Laval Imaging system for producing an image having at least one distorted zone
GB201110025D0 (en) 2011-06-15 2011-07-27 Datalase Ltd Radiation tracking apparatus
JP5723243B2 (ja) 2011-08-11 2015-05-27 東京エレクトロン株式会社 成膜方法、これを含む半導体装置の製造方法、成膜装置、及び半導体装置
WO2013033591A1 (en) 2011-08-31 2013-03-07 President And Fellows Of Harvard College Amplitude, phase and polarization plate for photonics
US9197881B2 (en) 2011-09-07 2015-11-24 Intel Corporation System and method for projection and binarization of coded light patterns
DE102011118697B4 (de) 2011-11-16 2016-09-08 Carl Zeiss Optronics Gmbh Bilderfassungssystem
WO2013088442A1 (en) 2011-12-15 2013-06-20 Pebbles Ltd. Controllable optical sensing
US9298060B2 (en) 2011-12-20 2016-03-29 Washington University Imaging using metamaterials
GB201201936D0 (en) 2012-02-03 2012-03-21 Univ Southampton Super-oscillatory lens device
US9007451B2 (en) 2012-03-08 2015-04-14 University Of Southampton Super-oscillatory lens apparatus and methods
WO2013134779A1 (en) 2012-03-09 2013-09-12 Ayon, Arturo, A. Self-aligned tunable metamaterials
US8734033B2 (en) 2012-03-27 2014-05-27 Ppg Industries Ohio, Inc. Optical mechanism with indexing stage with at least one fixed diameter apodized aperture and method of making same
US8681428B1 (en) 2012-04-03 2014-03-25 Rockwell Collins, Inc. High refractive index, polarization insensitive nano-rod based plasmonic metamaterials for lenses
US9952096B2 (en) 2012-06-05 2018-04-24 President And Fellows Of Harvard College Ultra-thin optical coatings and devices and methods of using ultra-thin optical coatings
US9726874B2 (en) 2012-06-07 2017-08-08 The University Of North Carolina At Charlotte Methods and systems for super-resolution optical imaging using high-index of refraction microspheres and microcylinders
US9367036B2 (en) 2012-07-03 2016-06-14 Samsung Electronics Co., Ltd. High speed hologram recording apparatus
EP2870498A4 (en) 2012-07-05 2016-03-02 Martin Russell Harris STRUCTURED LIGHTING MICROSCOPE AND METHOD
DE102012212753A1 (de) 2012-07-20 2014-01-23 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsoptik
WO2014077931A2 (en) 2012-08-28 2014-05-22 President And Fellows Of Harvard College Adaptive optic and acoustic devices
US20140085693A1 (en) * 2012-09-26 2014-03-27 Northeastern University Metasurface nanoantennas for light processing
CN202854395U (zh) 2012-09-29 2013-04-03 帝麦克斯(苏州)医疗科技有限公司 用于多维成像***的单轴照明***
EP2915325A4 (en) 2012-10-31 2016-06-01 Invisage Technologies Inc PICTURE AND VIDEO RECORDING WITH ADVANCED VIEW FIELD
CN104798134B (zh) 2012-11-19 2017-06-09 日立民用电子株式会社 光信息记录装置、光信息记录再现装置、光信息记录方法、光信息记录再现方法、和光学元件
CN103092049A (zh) 2013-01-16 2013-05-08 北京工业大学 降低散斑噪声的全固态数字全息成像***
US9353001B2 (en) 2013-03-14 2016-05-31 Ofs Fitel, Llc Fiber bragg gratings in carbon-coated optical fibers and techniques for making same
GB201307936D0 (en) 2013-05-02 2013-06-12 Optos Plc Improvements in and relating to ophthalmoscopes
CN103257441B (zh) 2013-05-13 2016-10-26 北京工业大学 一种非相干数字全息三维动态显微成像***与方法
US10310148B2 (en) 2013-05-22 2019-06-04 Finisar Corporation Systems and methods of aberration correction in optical systems
US20150055745A1 (en) 2013-08-23 2015-02-26 Carl Zeiss X-ray Microscopy, Inc. Phase Contrast Imaging Using Patterned Illumination/Detector and Phase Mask
US8981337B1 (en) 2013-09-03 2015-03-17 Sandia Corporation Membrane projection lithography
JP6398164B2 (ja) 2013-09-27 2018-10-03 セイコーエプソン株式会社 マイクロレンズアレイ基板の製造方法、マイクロレンズアレイ基板、電気光学装置、および電子機器
JP6356557B2 (ja) 2013-09-30 2018-07-11 株式会社豊田中央研究所 レンズおよびその製造方法
US10007098B2 (en) 2013-10-09 2018-06-26 Northrop Grumman Systems Corporation Optical systems and methods
WO2015077926A1 (zh) 2013-11-27 2015-06-04 苏州大学 连续可调结构光照明的超分辨显微成像方法与***
WO2015095068A1 (en) 2013-12-16 2015-06-25 The Texas A&M University System Systems and methods for in-situ formation of nanoparticles and nanofins
JP6228300B2 (ja) 2013-12-24 2017-11-08 ライトロ, インコーポレイテッドLytro, Inc. プレノプティックカメラの分解能の改良
US9195139B2 (en) 2013-12-30 2015-11-24 Periodic Structures, Inc. Apparatus and method of direct writing with photons beyond the diffraction limit using two-color resist
US9836122B2 (en) 2014-01-21 2017-12-05 Osterhout Group, Inc. Eye glint imaging in see-through computer display systems
US9766463B2 (en) 2014-01-21 2017-09-19 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
JP2017506935A (ja) 2014-01-21 2017-03-16 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． レーザー光を使った皮膚の非侵襲的処置のための装置および方法
WO2015112939A1 (en) 2014-01-27 2015-07-30 Osram Sylvania Inc. Ceramic phosphor target
WO2015117115A1 (en) 2014-02-03 2015-08-06 President And Fellows Of Harvard College Three-dimensional super-resolution fluorescence imaging using airy beams and other techniques
US9482796B2 (en) * 2014-02-04 2016-11-01 California Institute Of Technology Controllable planar optical focusing system
US20150234295A1 (en) 2014-02-20 2015-08-20 Nikon Corporation Dynamic patterning method that removes phase conflicts and improves pattern fidelity and cdu on a two phase-pixelated digital scanner
GB2523741A (en) 2014-02-26 2015-09-09 Medical Wireless Sensing Ltd Sensor
WO2015187221A2 (en) 2014-03-06 2015-12-10 California Institute Of Technology Systems and methods for implementing electrically tunable metasurfaces
CN103869484B (zh) 2014-03-07 2016-01-13 南开大学 光学4f***的大成像深度三维显示***中成像深度的确定方法
CN203799117U (zh) 2014-03-20 2014-08-27 中国科学院西安光学精密机械研究所 相位掩膜板及能够调节中间编码图像品质的波前编码成像***
WO2015181818A1 (en) 2014-05-27 2015-12-03 Technion Research & Development Foundation Limited. Near-field imaging devices
JP6081520B2 (ja) 2014-05-28 2017-02-15 インディアン インスティテュート オブ テクノロジー デリー 非干渉位相計測
US9825074B2 (en) 2014-06-10 2017-11-21 Invisage Technologies, Inc. Layout and operation of pixels for image sensors
WO2015195286A1 (en) 2014-06-17 2015-12-23 Board Of Regents, The University Of Texas System Parity-time symmetric metasurfaces and metamaterials
DE102014213198B4 (de) 2014-07-08 2020-08-06 Carl Zeiss Ag Verfahren zur Lokalisierung von Defekten auf Substraten
US9891393B2 (en) 2014-07-24 2018-02-13 Empire Technology Development Llc Imaging through optical fibers for coupling optimization
WO2016014934A1 (en) 2014-07-25 2016-01-28 Jae Park Color image sensor without the color filters
US9507064B2 (en) 2014-07-27 2016-11-29 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Dielectric metasurface optical elements
JP2017527857A (ja) 2014-09-15 2017-09-21 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー 平面デバイスを用いた偏光および波面の同時制御
WO2016049629A1 (en) 2014-09-26 2016-03-31 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Planar immersion lens with metasurfaces
WO2016051325A1 (en) 2014-09-29 2016-04-07 Glassup S.R.L. Optical device for augmented reality applications and method for its fabrication
US10663631B2 (en) 2014-10-10 2020-05-26 Duke University Nanopatch antennas and related methods for tailoring the properties of optical materials and metasurfaces
EP3215806A4 (en) 2014-11-05 2018-06-06 The Regents Of The University Of Colorado 3d imaging, ranging, and/or tracking using active illumination and point spread function engineering
KR102527501B1 (ko) 2014-11-26 2023-05-02 수프리야 자이스왈 리소그라피 및 기타 용도에서 극자외방사선과 함께 사용하기 위한 재료, 구성요소 및 방법
US10795144B2 (en) 2014-12-06 2020-10-06 Howard Hughes Medical Institute Microscopy with structured plane illumination and point accumulation for imaging and nanoscale topography
WO2016140720A2 (en) 2014-12-10 2016-09-09 President And Fellows Of Harvard College Achromatic metasurface optical components by dispersive phase compensation
US9778404B2 (en) 2015-02-10 2017-10-03 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Achromatic holographic phase masks, methods, and applications
CN204422813U (zh) 2015-02-11 2015-06-24 武汉大学 一种透射式硅纳米阵列光分束器
US9995930B2 (en) 2015-04-08 2018-06-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Focusing device comprising a plurality of scatterers and beam scanner and scope device
CN104834088B (zh) 2015-04-09 2017-12-05 中国科学院西安光学精密机械研究所 波前编码成像***及基于单幅图像放大的超分辨处理方法
CN104834089B (zh) 2015-04-09 2017-06-27 中国科学院西安光学精密机械研究所 波前编码成像***及超分辨处理方法
CN204719330U (zh) 2015-04-09 2015-10-21 中国科学院西安光学精密机械研究所 波前编码成像***
US10187626B2 (en) 2015-04-10 2019-01-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Apparatuses and methods for three-dimensional imaging of an object
WO2016168173A1 (en) 2015-04-14 2016-10-20 California Institute Of Technology Multi-wavelength optical dielectric metasurfaces
US10267956B2 (en) * 2015-04-14 2019-04-23 California Institute Of Technology Multi-wavelength optical dielectric metasurfaces
KR101704584B1 (ko) 2015-04-16 2017-02-22 포항공과대학교 산학협력단 유기체 또는 생체 물질의 초고해상도 이미징이 가능한 현미경 장치 및 이를 이용한 유기체 또는 생체 물질의 초고해상도 이미징 방법
WO2016171962A1 (en) 2015-04-23 2016-10-27 California Institute Of Technology Conformal optical metasurfaces
CN104834079B (zh) 2015-04-24 2017-04-05 中国科学院西安光学精密机械研究所 长焦距大口径大f数望远成像***
US20160341859A1 (en) 2015-05-22 2016-11-24 Board Of Regents, The University Of Texas System Tag with a non-metallic metasurface that converts incident light into elliptically or circularly polarized light regardless of polarization state of the incident light
WO2016191142A2 (en) 2015-05-27 2016-12-01 Verily Life Sciences Llc Nanophotonic hyperspectral/lightfield superpixel imager
US10338275B1 (en) 2015-05-27 2019-07-02 Verily Life Sciences Llc Flexible nanophotonic meta-optics
DE102015221985A1 (de) 2015-11-09 2017-05-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Abbildende Optik zur Abbildung eines Objektfeldes in ein Bildfeld sowie Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen abbildenden Optik
WO2016188934A1 (de) 2015-05-28 2016-12-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Abbildende optik zur abbildung eines objektfeldes in ein bildfeld sowie projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen abbildenden optik
US9835870B2 (en) 2015-06-05 2017-12-05 Vasily N. Astratov Super-resolution microscopy methods and systems enhanced by dielectric microspheres or microcylinders used in combination with metallic nanostructures
AU2016278006B2 (en) 2015-06-15 2021-09-02 Magic Leap, Inc. Virtual and augmented reality systems and methods
US9391700B1 (en) 2015-06-16 2016-07-12 Sunlight Photonics Inc. Integrated optical receiver skin
US10315951B2 (en) 2015-06-17 2019-06-11 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Bowtie nanoantennas and methods of using the same
CN104932043B (zh) 2015-06-30 2017-01-11 武汉大学 一种基于金属微纳结构天线阵列的反射式离轴透镜
US10317667B2 (en) 2015-07-04 2019-06-11 The Regents Of The University Of California Compressive plenoptic microscopy for functional brain imaging
DE102015212619A1 (de) 2015-07-06 2017-01-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Abbildende Optik zur Abbildung eines Objektfeldes in ein Bildfeld sowie Projektionsbelichtungsanlage mit einer derartigen abbildenden Optik
KR102587061B1 (ko) 2015-07-29 2023-10-10 삼성전자주식회사 메타표면을 포함하는 분광기
US10514296B2 (en) 2015-07-29 2019-12-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Spectrometer including metasurface
US9958251B1 (en) 2015-08-05 2018-05-01 Ad Technology Corporation Single snap-shot fringe projection system
WO2017034995A1 (en) * 2015-08-21 2017-03-02 California Institute Of Technology Planar diffractive device with matching diffraction spectrum
DE102015216342B3 (de) 2015-08-26 2016-12-22 Laser-Laboratorium Göttingen e.V. Technik zur Herstellung periodischer Strukturen
KR102114628B1 (ko) 2015-08-31 2020-05-25 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. 스펙트럼 현미경
US20180259700A1 (en) 2015-09-02 2018-09-13 President And Fellows Of Harvard College Broadband dispersion-compensated and chiral meta-holograms
CN105068396B (zh) 2015-09-02 2017-12-26 武汉大学 一种反射式铝纳米棒阵列及利用其实现彩色全息的方法
CN108139519B (zh) 2015-09-08 2021-09-07 华盛顿大学 低对比度的基于氮化硅的超颖表面
WO2017053309A1 (en) * 2015-09-23 2017-03-30 Osram Sylvania Inc. Collimating metalenses and technologies incorporating the same
JP2017062373A (ja) 2015-09-25 2017-03-30 富士ゼロックス株式会社 画像再生装置
CN105223689B (zh) 2015-10-20 2017-10-27 上海师范大学 一种基于超材料的全平面结构凸透镜的设计方法
US11231544B2 (en) 2015-11-06 2022-01-25 Magic Leap, Inc. Metasurfaces for redirecting light and methods for fabricating
US10591643B2 (en) 2015-11-20 2020-03-17 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Light-field imaging using a gradient metasurface optical element
CA3006173A1 (en) 2015-11-24 2017-06-01 President And Fellows Of Harvard College Atomic layer deposition process for fabricating dielectric metasurfaces for wavelengths in the visible spectrum
CN105278309B (zh) 2015-11-30 2018-03-13 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种基于几何超表面的动态全息方法
CN105278026B (zh) 2015-11-30 2018-03-27 武汉大学 一种超材料体感全息元件及其设计方法
WO2017117751A1 (zh) 2016-01-06 2017-07-13 苏州大学 实时变参量微纳米光场调制***和干涉光刻***
US10126466B2 (en) 2016-01-29 2018-11-13 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Spatially multiplexed dielectric metasurface optical elements
US20180035101A1 (en) 2016-07-29 2018-02-01 Osterhout Group, Inc. See-through computer display systems
EP3226042B1 (en) 2016-03-30 2022-05-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Structured light generator and object recognition apparatus including the same
US10489924B2 (en) 2016-03-30 2019-11-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Structured light generator and object recognition apparatus including the same
CN105676314B (zh) 2016-03-31 2018-01-09 中国科学院光电技术研究所 一种多光谱位相型超表面器件
EP3440484A4 (en) 2016-04-05 2019-11-27 President and Fellows of Harvard College METAL LENSES FOR RESOLUTION-BASED IMAGING LESS THAN WAVELENGTH
CN105866981A (zh) 2016-04-20 2016-08-17 中国科学院光电技术研究所 宽带电磁波相位调控的方法和超表面亚波长结构
KR20210032022A (ko) 2016-05-06 2021-03-23 매직 립, 인코포레이티드 광을 재지향시키기 위한 비대칭 격자들을 가진 메타표면들 및 제조를 위한 방법들
CN205620619U (zh) 2016-05-10 2016-10-05 华南师范大学 一种产生艾里高斯涡旋光束的装置
JP7134096B2 (ja) 2016-06-02 2022-09-09 東京エレクトロン株式会社 基板検査方法、装置及びシステム
WO2018063455A1 (en) 2016-06-09 2018-04-05 President And Fellows Of Harvard College Electrically-stretchable planar optical elements using dielectric elastomer actuators
US10901230B2 (en) 2016-06-21 2021-01-26 Illumina, Inc. Super-resolution microscopy
US10609359B2 (en) 2016-06-22 2020-03-31 Intel Corporation Depth image provision apparatus and method
JP2019522983A (ja) 2016-07-05 2019-08-22 クアンタポール， インコーポレイテッド 光学ベースのナノポア配列決定
DE102016212578A1 (de) 2016-07-11 2018-01-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Projektionsoptik für die EUV-Projektionslithographie
CN106199997B (zh) 2016-07-15 2018-08-17 中国科学院光电技术研究所 一种大视场超分辨成像器件
CN106200276B (zh) 2016-07-19 2017-10-24 西安电子科技大学 基于随机散射介质的可控亚波长无掩模光刻***和方法
CN106324832B (zh) 2016-08-22 2019-07-19 哈尔滨工业大学 一种基于波前编码的钝化共形光学***像差的方法
US10444419B2 (en) 2016-08-22 2019-10-15 Magic Leap, Inc. Dithering methods and apparatus for wearable display device
EP3504566A4 (en) 2016-08-24 2020-04-22 President and Fellows of Harvard College ANY POLARIZATION-SWITCHABLE META SURFACE
CN106199956B (zh) 2016-09-06 2019-02-12 哈尔滨工业大学 一种基于波前编码的扩大红外光学***视场的方法
US9880377B1 (en) 2016-09-09 2018-01-30 Photonicsys Ltd. Multiple wavelengths real time phase shift interference microscopy
CN106485761B (zh) 2016-09-16 2019-08-09 天津大学 单透镜彩色图像加密***
DE102016218996A1 (de) 2016-09-30 2017-09-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Abbildende Optik für die Projektionslithographie
WO2018071870A2 (en) 2016-10-14 2018-04-19 President And Fellows Of Harvard College High performance visible wavelength meta-axicons for generating bessel beams
US10642056B2 (en) 2016-10-19 2020-05-05 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA—Recherche et Développement Multispectral or hyperspectral imaging and imaging system based on birefringent subwavelength resonating structure
US10539723B2 (en) 2016-10-19 2020-01-21 Finisar Corporation Phase-transforming optical reflector formed by partial etching or by partial etching with reflow
US10816482B2 (en) 2016-10-26 2020-10-27 Board Of Regents, The University Of Texas System High throughput, high resolution optical metrology for reflective and transmissive nanophotonic devices
US20180129866A1 (en) 2016-11-10 2018-05-10 Intel Corporation Meta illuminator
CN106526730B (zh) 2016-11-21 2019-07-12 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 一种宽视角波导镜片及制作方法和头戴式三维显示装置
US20190346545A1 (en) 2016-12-13 2019-11-14 Duke University Single-frequency dynamic metasurface microwave imaging systems and methods of use
US10416565B2 (en) 2016-12-16 2019-09-17 Intel Corporation Display device having integrated metamaterial lens
WO2018118984A1 (en) 2016-12-20 2018-06-28 President And Fellows Of Harvard College Ultra-compact, aberration corrected, visible chiral spectrometer with meta-lenses
US10928614B2 (en) 2017-01-11 2021-02-23 Searete Llc Diffractive concentrator structures
DE102017200935A1 (de) 2017-01-20 2018-07-26 Carl Zeiss Smt Gmbh Abbildende Optik zur Führung von EUV-Abbildungslicht sowie Justageanordnung für eine derartige abbildende Optik
KR102663100B1 (ko) 2017-01-27 2024-05-03 매직 립, 인코포레이티드 메타표면들을 위한 반사 방지 코팅들
CN114200562A (zh) 2017-01-27 2022-03-18 奇跃公司 由具有不同取向的纳米梁的超表面形成的衍射光栅
US10408416B2 (en) 2017-01-31 2019-09-10 President And Fellows Of Harvard College Achromatic metalens and metalens with reverse chromatic dispersion
US11841520B2 (en) 2017-02-02 2023-12-12 Technology Innovation Momentum Fund (Israel) Limited Partnership Multilayer optical element for controlling light
US20180231700A1 (en) 2017-02-10 2018-08-16 Khaled Ahmed Lens arrangement for compact virtual reality display system
US10763290B2 (en) 2017-02-22 2020-09-01 Elwha Llc Lidar scanning system
CN106950195B (zh) 2017-02-24 2019-05-07 西安电子科技大学 基于散射介质的可编程光学元件及光场调控***和方法
US20180248268A1 (en) 2017-02-24 2018-08-30 Board Of Regents, The University Of Texas System Electro-optical device utilizing an array of plasmonic field-effect transistors
US10244230B2 (en) 2017-03-01 2019-03-26 Avalon Holographics Inc. Directional pixel for multiple view display
US10838110B2 (en) 2017-03-03 2020-11-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Metasurface optical coupling elements for a display waveguide
EP3385770A1 (en) 2017-04-07 2018-10-10 Universite Paris Descartes Spatio-temporal wavefront shaping of optical beams
US10732437B2 (en) 2017-04-19 2020-08-04 California Institute Of Technology Highly scattering metasurface phase masks for complex wavefront engineering
US10649303B2 (en) 2017-04-28 2020-05-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical device and optical system including the same
KR102409392B1 (ko) 2017-04-28 2022-06-15 삼성전자주식회사 광학 소자 및 광학 소자를 포함하는 광학 시스템
US11835680B2 (en) 2017-05-04 2023-12-05 President And Fellows Of Harvard College Meta-lens doublet for aberration correction
US10324314B2 (en) 2017-05-24 2019-06-18 Uchicago Argonne, Llc Ultra-flat optical device with high transmission efficiency
EP3631533A4 (en) 2017-05-24 2021-03-24 The Trustees of Columbia University in the City of New York WIDE-BAND ACHROMATIC FLAT OPTICAL COMPONENTS BY DIELECTRIC METASURFACES MODIFIED BY DISPERSION
JP6640149B2 (ja) 2017-05-25 2020-02-05 京セラ株式会社 電磁波検出装置および情報取得システム
DE102017208979A1 (de) 2017-05-29 2018-11-29 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren zum Tiefschweißen eines Werkstücks, mit Verteilung der Laserleistung auf mehrere Foki
WO2018222944A1 (en) 2017-06-02 2018-12-06 President And Fellows Of Harvard College Planar achromatic and dispersion-tailored meta-surfaces in visible spectrum
DE112018003132T5 (de) 2017-06-19 2020-03-05 President And Fellows Of Harvard College Topologie-optimierte mehrschichtige meta-optik
EP3655803B1 (en) 2017-07-18 2023-11-08 Baden-Württemberg Stiftung gGmbH Method of fabricating an imaging system and corresponding imaging system
US20190025463A1 (en) 2017-07-19 2019-01-24 President And Fellows Of Harvard College Substrate-formed metasurface devices
US11119255B2 (en) 2017-07-19 2021-09-14 President And Fellows Of Harvard College Highly efficient data representation of dense polygonal structures
US10922828B2 (en) 2017-07-31 2021-02-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Meta projector and electronic apparatus including the same
US10969584B2 (en) 2017-08-04 2021-04-06 Mentor Acquisition One, Llc Image expansion optic for head-worn computer
KR102485447B1 (ko) 2017-08-09 2023-01-05 삼성전자주식회사 광학 윈도우 시스템 및 이를 포함하는 투시형 디스플레이 장치
WO2019031680A1 (ko) 2017-08-11 2019-02-14 한국과학기술원 평판 메타렌즈 및 이를 포함하는 커버글라스
KR101905444B1 (ko) 2017-08-11 2018-12-05 한국과학기술원 능동형 메타표면, 이를 포함한 광학소자 및 이의 제조방법
WO2019203876A2 (en) 2017-08-17 2019-10-24 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for controlling electromagnetic radiation
JP6908470B2 (ja) 2017-08-25 2021-07-28 京セラ株式会社 電磁波検出装置、プログラム、および電磁波検出システム
SG11202001717VA (en) 2017-08-31 2020-03-30 Metalenz Inc Transmissive metasurface lens integration
EP3451027A1 (en) 2017-09-01 2019-03-06 Thomson Licensing Optical device capable of providing at least two different optical functions
WO2019108290A1 (en) 2017-09-15 2019-06-06 President And Fellows Of Harvard College Spin-to-orbital angular momentum converter for light
CN107561857A (zh) 2017-09-20 2018-01-09 南方科技大学 一种基于纳米压印制备光学超构表面的方法
FR3071342B1 (fr) 2017-09-21 2019-09-06 Safran Electronics & Defense Capteur d'image a matrice de bayer
KR20190033283A (ko) 2017-09-21 2019-03-29 삼성전자주식회사 메타표면 광학소자 및 그 제조방법
US10578492B2 (en) 2017-09-29 2020-03-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Polarimeter for detecting polarization rotation
US11257856B2 (en) 2017-10-13 2022-02-22 Trustees Of Boston University Lens-free compound eye cameras based on angle-sensitive meta-surfaces
WO2019101750A2 (en) 2017-11-21 2019-05-31 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement Spectrometer
US10935501B2 (en) 2017-12-01 2021-03-02 Onto Innovation Inc. Sub-resolution defect detection
US11445125B2 (en) 2017-12-12 2022-09-13 B.G. Negev Technologies And Applications Ltd., At Ben-Gurion University Partial aperture imaging system
WO2019118646A1 (en) 2017-12-13 2019-06-20 President And Fellows Of Harvard College Endoscopic imaging using nanoscale metasurfaces
DE112018006420T5 (de) 2017-12-18 2020-09-17 Seeing Machines Limited Hochleistungsabbildungssystem unter Verwendung einer dielektrischen Metaoberfläche
CN207623619U (zh) 2017-12-26 2018-07-17 西安博雅精密光学科技有限公司 基于波前编码超大景深成像***
CN108089325A (zh) 2017-12-26 2018-05-29 西安博雅精密光学科技有限公司 基于波前编码超大景深成像***
CA3085459A1 (en) 2018-01-04 2019-07-11 Magic Leap, Inc. Optical elements based on polymeric structures incorporating inorganic materials
CN207923075U (zh) 2018-01-04 2018-09-28 广东普密斯视觉技术有限公司 一种三维表面非接触干涉测量仪
WO2019136166A1 (en) 2018-01-04 2019-07-11 President And Fellows Of Harvard College Angle-dependent or polarization-dependent metasurfaces with wide field of view
US20210037219A1 (en) 2018-01-29 2021-02-04 University Of Washington Metasurfaces and systems for full-color imaging and methods of imaging
US11977221B2 (en) 2018-02-20 2024-05-07 President And Fellows Of Harvard College Aberration correctors based on dispersion-engineered metasurfaces
EP3756035A4 (en) 2018-02-21 2021-11-24 University of Utah Research Foundation DIFFACTIVE OPTICS FOR HOLOGRAPHIC PROJECTION
WO2019173357A1 (en) 2018-03-05 2019-09-12 Vijayakumar Bhagavatula Display system for rendering a scene with multiple focal planes
US11222987B2 (en) 2018-03-21 2022-01-11 Intel Corporation Optical receiver employing a metasurface collection lens having concentric belts or rings
CN108507542B (zh) 2018-04-02 2021-03-09 北京理工大学 一种超高速运动目标姿态测量***及方法
US10345519B1 (en) 2018-04-11 2019-07-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Integrated optical beam steering system
JP7068904B2 (ja) 2018-04-13 2022-05-17 京セラ株式会社 電磁波検出装置および情報取得システム
WO2019204667A1 (en) 2018-04-20 2019-10-24 President And Fellows Of Harvard College Polarization-dependent metasurfaces for 2d/3d switchable displays
CN108680544B (zh) 2018-04-23 2021-04-06 浙江大学 一种结构化照明的光切片荧光显微成像方法和装置
WO2019206430A1 (en) 2018-04-27 2019-10-31 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Method and spectrometer apparatus for investigating an infrared absorption of a sample
KR102050678B1 (ko) 2018-05-14 2019-12-03 주식회사 에스오에스랩 라이다 장치
CN108761779B (zh) 2018-05-31 2024-04-05 西安电子科技大学 相位掩膜可调的波前编码成像***
CN208270846U (zh) 2018-05-31 2018-12-21 西安电子科技大学 相位掩膜可调的波前编码成像***
US11624912B2 (en) 2018-06-01 2023-04-11 University Of Rochester Augmented reality display
CN109000692A (zh) 2018-06-14 2018-12-14 深圳伊讯科技有限公司 一种自动检测光纤光栅刻写位置装置
KR102036640B1 (ko) 2018-06-15 2019-10-25 고려대학교 산학협력단 광학 수차의 고속 보정이 가능한 광학 이미징 방법
DE102018115001A1 (de) 2018-06-21 2019-12-24 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zum Kalibrieren einer Phasenmaske und Mikroskop
DE102018210603A1 (de) 2018-06-28 2020-01-02 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren zum Erzeugen eines Übersichtsbilds unter Verwendung eines hochaperturigen Objektivs
CN109360139B (zh) 2018-09-03 2020-10-30 中国科学院西安光学精密机械研究所 基于平移可调波前编码的亚像元超分辨成像***及方法
US10564330B2 (en) 2018-12-21 2020-02-18 Intel Corporation Metasurface devices for display and photonics devices
US20220206186A1 (en) 2019-04-15 2022-06-30 President And Fellows Of Harvard College Hybrid metasurface-refractive super superachromatic lenses
CN110160685A (zh) 2019-06-04 2019-08-23 深圳大学 光纤光栅方向性压力传感器、光纤光栅制备方法及装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022058082A (ja) * 2020-09-30 2022-04-11 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司 光通信装置
JP7085034B2 (ja) 2020-09-30 2022-06-15 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司 光通信装置
US11927769B2 (en) 2022-03-31 2024-03-12 Metalenz, Inc. Polarization sorting metasurface microlens array device

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