講座名稱：超構(gòu)表面成像研究

講座人：王漱明 教授

講座時間：8月15日10:00-12:05

地點：北校區(qū)西大樓III 412會議室

講座人介紹：

南京大學物理學院教授，博士生導師，兼任南智先進光電集成技術(shù)研究院院長。國家級領(lǐng)軍人才，第四屆江蘇省青年光學科技獎獲得者。長期致力于干超構(gòu)表面、光子晶體、超構(gòu)材料和等離激元等微納光學體系在線性、非線性與量子光學等方面的研究，及其在集成光學成像、光場調(diào)控、光力學和拓撲光子學等領(lǐng)域中的應用。在Science、Nature Nanotechnology. Nature Communications. Advanced Materials、Light: Science & Applications、Laser & Photonics Reviews、Nano Letters等期刊上發(fā)表論文80余篇，總引用次數(shù)超3000次。相關(guān)研究成果榮獲2018年和2020年“中國光學十大進展”。

講座內(nèi)容：

極端光學成像技術(shù)在現(xiàn)代科學和工業(yè)領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的戰(zhàn)略角色。在極端環(huán)境下，傳統(tǒng)的成像設(shè)備可能無法正常工作，因此需要增加設(shè)備體積以進行特殊的封裝處理。同時，在某些情況下，人類無法到達某些工作區(qū)域，這使得實時成像變得異常困難。鑒于此，急需一種能夠在極端環(huán)境下進行實時、快速、集成化、小型化的成像光學元件。人工微納天線組成的超構(gòu)表面因其超薄、緊湊的特性，已被證明可以實現(xiàn)衍射極限級別的高分辨率成像，成為了極端光學成像技術(shù)的一個重要研究方向。通過特殊設(shè)計，超構(gòu)表面的共振模式可以對偏振、波長、振幅等自由度進行調(diào)控，從而實現(xiàn)多維度的光學信息獲取。本次報告，主講人主要介紹課題組近年來在超構(gòu)表面成像方面的研究進展。首先，報告人從色差問題出發(fā)，提出了相位拆分原理，將透鏡相位拆分成與波長無關(guān)的基礎(chǔ)相位和與波長有關(guān)的色差相位，從而實現(xiàn)了兩種相位的獨立調(diào)控，有效地實現(xiàn)了完美的色差調(diào)控。在實驗上，報告人展示了近紅外波段的消色差反射板和可見光波段的消色差彩色成像。為了提高分辨率并獲得深度信息，課題組制備了大面積的消色差超構(gòu)透鏡陣列，其效果可媲美商用鏡頭。為了進一步獲取更多的光學信息，課題組還將色差在焦平面上橫向拉開，制備出了超色差的超構(gòu)透鏡陣列，并通過深度學習對光譜重建，從而同時獲取光譜和深度的信息，實現(xiàn)了不同材質(zhì)分析與光譜信息檢測。此外，報告人還通過優(yōu)化算法實現(xiàn)對超構(gòu)表面的逆向設(shè)計，制備出兩倍于傳統(tǒng)拜耳濾色片的成像效率，且分辨率達到像素級別的超構(gòu)彩色路由器件。以上報告的研究成果為超構(gòu)表面集成成像應對不同極端環(huán)境下的成像需求進行了初步探索有望進一步推動超構(gòu)表面成像在航空航天、深海探測和無損檢測等領(lǐng)域的發(fā)展。

主辦單位：物理學院