Dispositif d'imagerie intégré à Metalens, de Xu et al., doi 10.1117/1.AP.2.6.066004 Crédit :Xu et al., doi 10.1117/1.AP.2.6.066004
La poursuite d'une résolution d'imagerie toujours plus élevée en microscopie s'accompagne d'une demande croissante de portabilité compacte et de débit élevé. Bien que les performances d'imagerie se soient améliorées, les microscopes conventionnels souffrent encore de l'encombrement, éléments lourds et architectures associées à l'optique réfractive. Les Metalenses offrent une solution :ils sont ultrafins, ultra-léger, et plat, et bénéficient de nombreuses recherches récentes qui ont amélioré leur efficacité, Champ de vision, et des fonctionnalités de polarisation.
Selon Tao Li, professeur d'ingénierie et de sciences appliquées à l'Université de Nanjing, "Un métalen ultra-compact pour l'imagerie va miniaturiser et même révolutionner les dispositifs optiques conventionnels." Malgré tous les travaux en cours pour améliorer les métalenses, la plupart des groupes de recherche les utilisent comme substitut aux lentilles réfractives conventionnelles dans les paramètres optiques conventionnels. Pour que metalenses évolue vers une application dans le monde réel, il est important d'apprendre à intégrer des métalenses dans des dispositifs optiques ultracompacts.
À la recherche d'un système de microscope intégré compact, L'équipe de Li a monté un métal sur un capteur d'image CMOS pour créer un prototype d'appareil d'imagerie de la taille d'une pièce de monnaie. Comme indiqué dans Photonique avancée , leur dispositif d'imagerie à intégration de métal (MIID) présente une architecture ultracompacte avec une distance d'imagerie de travail de quelques centaines de micromètres. En utilisant un processus d'assemblage d'images simple, ils sont capables d'obtenir une imagerie microscopique à grand champ avec un grand FOV et une haute résolution.
Système de microscope de poche
Le prototype MIID implique un silicium métallique de taille millimétrique dans un réseau 6 x 6 bien conçu. Malgré l'intégration de plusieurs lentilles, la distance d'imagerie reste relativement faible (~ 500 m) car chaque lentille a une taille d'environ 200 m. Selon les auteurs, il peut être étendu à l'échelle centimétrique pour couvrir l'ensemble du capteur CMOS.
Imagerie de MIID intégrée avec un réseau de métalens à double phase multiplexée (PMDP) de polarisation. (a) Distribution de phase des métaux PMDP dans le plan x-y. Les carrés bleu et rouge indiquent la distribution de phase pour les régions métalens LCP et RCP respectivement. Les cases en pointillés correspondantes montrent le FOV limité. (b) Image au microscope optique d'un PMDP metalens avec une taille de 200 um. (c) Photographie du réseau de métalens 6 × 6 PMDP fabriqué. (d) Photographie du prototype de MIID mesurant environ 3,5 cm × 3 cm × 2,5 cm. (f) Image cousue de la carte de résolution de l'USAF 1951. Crédit :Xu et al., doi 10.1117/1.AP.2.6.066004
Le réseau de metalens, qui est un multiplexeur de polarisation, a deux profils de phase différents correspondant à deux polarisations lumineuses circulaires. Selon Li, cette disposition assure l'élimination des zones aveugles.
Les auteurs espèrent que le nouveau prototype MIID annonce une nouvelle ère du système de microscope de poche. Ils reconnaissent que les performances d'imagerie doivent être améliorées et suggèrent une variété d'approches, comme l'adoption de matériaux à faibles pertes comme le GaN et le SiN. Ils anticipent des progrès continus en microscopie basée sur la méta-technologie à l'avenir.
