Design of mid-wave infrared achromatic double-layer metalens with enhanced efficiency

消色差透镜 红外线的 图层(电子) 光学 光电子学 物理 材料科学 纳米技术
作者
Tie Hu,Rui Xia,Shichuan Wang,Zhenyu Yang,Ming Zhao
出处
期刊:Journal of Physics D [IOP Publishing]
卷期号:57 (35): 355103-355103 被引量:2
标识
DOI:10.1088/1361-6463/ad5023
摘要

Abstract Achromatic metalenses in the mid-wave infrared (3–5 μ m), known for their light weight, CMOS compatibility, and ultra-compactness, offer significant potential in astronomy, security inspections, and health security. However, previous endeavors have been hindered by underdeveloped material technology and relatively low efficiency. To address these challenges, this study introduces an enhanced-efficiency mid-wave infrared achromatic double-layer metalens, featuring a top-layer ZnS nanopillar array and a bottom-layer Si nanopillar array on a Si substrate. Utilizing this approach, we numerically demonstrate both polarization-insensitive and polarization-controlled varifocal broadband achromatic metalenses. For the polarization-insensitive metalens, the double-layer design provides achromatic focusing comparable to the all-Si counterpart, with a focal length of 133 µ m, a focal length shift within ± 5.5%, and Strehl ratios above 0.8. However, the average focal efficiency improves from 40.8% (all-Si) to 50.2% (double-layer). Additionally, both all-Si and double-layer polarization-controlled varifocal achromatic metalenses show similar focusing abilities, with focal lengths of about 137 and 173 µ m under X and Y linearly polarized light, respectively. Yet, the double-layer varifocal metalens achieves focal efficiencies of 46.4% and 52.7%, an improvement of 13.1% and 17.6% under X and Y linearly polarized light, respectively.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
miaomiao完成签到,获得积分10
刚刚
彭于晏应助754采纳,获得10
1秒前
Yangon发布了新的文献求助10
6秒前
小呆子发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
shell完成签到,获得积分10
7秒前
金汐完成签到,获得积分10
8秒前
布里田完成签到 ,获得积分10
8秒前
yh完成签到,获得积分10
9秒前
yy关闭了yy文献求助
10秒前
科研通AI6.1应助娜娜采纳,获得10
10秒前
无花果应助乐邦采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
Sicily发布了新的文献求助10
12秒前
清修完成签到,获得积分10
12秒前
李健应助Yangon采纳,获得10
13秒前
拉哈80应助痴情的香魔采纳,获得20
14秒前
14秒前
Muncy完成签到 ,获得积分10
16秒前
18秒前
星辰大海应助小呆子采纳,获得10
18秒前
心灵美鑫完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
lyk2815完成签到,获得积分10
19秒前
一万朵蝴蝶完成签到,获得积分10
22秒前
汉堡包应助Sicily采纳,获得10
22秒前
23秒前
51区完成签到,获得积分10
23秒前
女王完成签到 ,获得积分10
24秒前
完美世界应助平凡采纳,获得10
25秒前
25秒前
25秒前
25秒前
25秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
27秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 2500
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5742315
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5407721
关于积分的说明 15344704
捐赠科研通 4883721
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2625220
邀请新用户注册赠送积分活动 1574084
关于科研通互助平台的介绍 1531060