Two-Dimensional Nanoruler Based on Optical Scale

比例(比率) 材料科学 光电子学 光学 物理 量子力学
作者
Yifan Shao,Rui Chen,Yongdi Dang,Junjie Zhan,Shuhan Guo,P. K. Choudhury,Yungui Ma
出处
期刊:ACS Photonics [American Chemical Society]
被引量:1
标识
DOI:10.1021/acsphotonics.4c02130
摘要

Displacement sensing with subnanometer precision is a crucial technology across various fields. There is a pressing need for a rapid, compact, long-range, and highly accurate lateral displacement measurement method that does not rely on postprocessing algorithms. In this study, we demonstrate a nanoruler based on confocal micrometalens arrays (MMLAs) for two-dimensional (2D) transverse displacement metrology. We have developed an 'optical scale' by constructing a blazed grating with a tunable blaze angle proportional to the relative displacement between the MMLAs, enabling high-precision sensing of displacements as small as 0.5 nm when environmental noise is minimized. Our system is characterized by its simplicity and compactness, comprising only a laser, two MMLAs, a Fourier transform lens, and an image sensor. This work introduces innovative concepts for metasurface-based photonic devices and high-precision displacement metrology.
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