上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
理论上折射率为?1的平板超透镜可以实现完美成像，但等效折射率为?1的光子晶体结构，不满足介电常数ε=?1和磁导率μ=?1的条件，光子晶体与自由空间阻抗不匹配，某些角度的入射光与光子晶体内布洛赫波不能耦合，致使该空间频率光信息丢失，限制了光子晶体成像分辨率。为了提高成像分辨率，在光子晶体表面设置亚波长光栅结构，利用光栅的增透减反和波矢匹配作用，提高光子晶体对入射光的耦合效率。通过调整光栅周期，使更多高空间频率分量参与成像，同时抑制低频分量的传输。设置亚波长光栅结构后，光子晶体成像分辨率由597 lp/mm提高到了850 lp/mm，突破了衍射极限。
光栅 光子晶体 负折射 成像 grating photonic crystal negative refraction imaging
上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
基于二维光子晶体的负折射和亚波长成像特性,提出了一种可以实现超分辨成像的共聚焦系统,使用时域有限差分法(FDTD)仿真了共聚焦系统的聚焦和成像的过程。在焦点离光子晶体透镜下表面1.55 μm处,横坐标X=4 μm时,焦点半峰全宽(FWHM)为0.593λ,小于入射波长,此时反射光在右侧像点的FWHM达到0.496λ,实现了超分辨成像,并且随着焦点的右移,像点FWHM不断减小。同时,在针孔和焦点位置不变时共聚焦系统的轴向分辨率达到2.2λ。
衍射 光子晶体 负折射 共聚焦 亚波长成像 超分辨成像 激光与光电子学进展
2019, 56(2): 020501
