超表面集成的光發(fā)射器件(LED、VCSEL):作為光源,光發(fā)射器件一直是較重要的光學組件。目前應用較普遍的光發(fā)射器件包括LED元件和VCSEL元件等,LED元件是屏幕顯示中的主要組件,而VCSEL器件在結構光投影、激光雷達等應用中扮重要角色。LED、OLED元件一個重要的問題是效率受限,影響出射光的亮度,同時為彩色顯示增加的多色濾波片也進一步降低了光的利用率。超構表面在光發(fā)射層或鏡面反射層新增了調制器件,可以大幅度提高LED出射光的利用率,納米級的像素調制在超高清顯示等領域也帶來了無限可能。在VCSEL垂直腔面發(fā)射激光器領域,超表面的引入也帶來了全新的應用場景,傳統(tǒng)的結構光點云和復雜波前都需要額外的光學元件,這大幅度降低了器件的整體性和集成性,超構表面器件可以直接集成在VCSEL的表面,實現(xiàn)任意結構光場的同步調制,實現(xiàn)出射即所需,這在人臉識別、激光雷達、三維投影等領域有重要的應用。在半導體行業(yè)中,光學平臺用于鍍膜、刻蝕等工藝的光學測試。湖北氣浮光學平臺儀器架
超表面集成的單光子發(fā)射器及量子光源(BBO、2D material):作為量子計算、量子通信和糾纏量子密鑰等量子應用中較重要的器件之一,單光子光源和糾纏量子對生成器件在集成量子體系中至關重要。糾纏量子對中自旋角動量、軌道角動量、頻率等參數(shù)作為單光子的糾纏特性,目前還沒有辦法做到高效的調控。同時,糾纏量子對的數(shù)量作為量子計算的主要參數(shù),直接決定了量子比特數(shù)的大小,產生超高糾纏光子對的集成式器件在量子系統(tǒng)中尤為重要。超構表面與BBO晶體、二維材料等的集成,為單光子發(fā)射器和量子光源提供了新的契機。一方面,超構透鏡陣列與BBO晶體等集成,可以在單個平面中同時高效產生上百對糾纏光子對,這為超大容量的量子計算和量子通信奠定了光源基礎。另一方面,超構表面與二維材料(WSe2、MoS2、InSe、hBN)的集成,可以提供超高效率、超高糾纏維度的單光子光源,這為集成式光量子系統(tǒng)的構建提供了有力的支持。升降光學面包板行價光學平臺配備的氣墊功能,可有效降低振動對光學測量的干擾。
超表面集成的光探測器件(CCD、CMOS):之前的模塊主要介紹光發(fā)射器,這個模塊介紹光接收器,也就是光電探測器與超表面的集成。光探測器作為使用較普遍的光電子器件之一,在日常生活中隨處可見。較大程度上小小的手機攝像頭、相機、自動駕駛汽車的探測器和激光雷達、無人機上的遙感相機等,所有的成像設備,其主要都是光電探測器。光電探測器將輸入的光信號轉換為可檢測的電信號,然后通過顯示器將電信號轉換為光信號展示。目前常見的光電探測器分為CCD和CMOS兩大類,目前其主要問題有兩類,一個是光電轉換效率的提升,一個是視場角的拓展。
光學平臺,又稱為光學面包板、光學桌面、科學桌面或實驗平臺,是精密光學實驗和儀器穩(wěn)定支撐的關鍵設備。以下是對光學平臺的詳細介紹:定義與用途:光學平臺提供了一個高度穩(wěn)定、水平的表面,旨在較大限度地減少振動和外部干擾,確保高精度光學測量、激光應用、顯微鏡觀測等科學實驗能夠獲得準確結果。它是科研工作中必不可少的重要設備。光學平臺的主要作用可以概括為以下幾個方面:1. 支持復雜的光學布置:光學平臺上通常有規(guī)則排列的安裝孔(如M6螺紋孔),用于固定光學元件(如透鏡、棱鏡、反射鏡等)和機械組件(如調整架、平移臺等)。這種模塊化設計使得用戶可以根據(jù)需求靈活布置和調整光學系統(tǒng)。2. 提高實驗精度:在精密光學實驗中,任何微小的位移或振動都可能導致實驗失敗。光學平臺通過提供穩(wěn)定的環(huán)境,明顯提高了實驗結果的準確性和可重復性。在工業(yè)檢測領域,光學平臺常用于光學量測設備的支撐和校準。
作為微納光學領域較前沿的技術方向,超構表面在學術界和工業(yè)界都備受關注,一方面得益于其豐富的功能和靈活的調制手段,另一方面得益于與多種傳統(tǒng)光學組件優(yōu)異的集成能力。目前,超構表面器件已經被證明與光發(fā)射器件LED、電荷耦合元件CCD、微機電系統(tǒng)MEMS、液晶器件LC、平面波導和光纖等器件的集成,用于大幅改進傳統(tǒng)光學元件的集成度和性能。該推文將詳細介紹作為新一代集成光學平臺——超構表面的應用,同時分析其未來的商用化進展。光學平臺的抗擾動能力確保其在各種實驗條件下持續(xù)運行。江蘇大型光學面包板廠家
光學平臺可適用于多種波長范圍的光學實驗,滿足不同研究需求。湖北氣浮光學平臺儀器架
光學平臺概述:光學平臺,又稱光學面包板、光學桌面或實驗平臺,是科研實驗中不可或缺的裝置。它為科研實驗提供穩(wěn)定與固定的支撐,確保實驗的準確性。通過嚴密的結構設計和固定功能,使光學元件免受外界干擾。其主要分為固定式與可調式。目前,光學平臺主要分為兩大類:主動式和被動式,其中被動式又可分為橡膠與氣浮兩種。在加工過程中,光學平臺的臺面被打磨得極為平整,上面布滿了按正方形排列的工程螺紋孔。這些孔和相應的螺絲被用于固定光學元件,從而確保在搭建完成后,系統(tǒng)能抵御外來擾動,保持穩(wěn)定。湖北氣浮光學平臺儀器架