基于潘查拉特纳姆-贝里相位调控的高效双波长消色差超透镜

1：实验设计与方法选择：

本研究采用数值模拟方法，基于Pancharatnam-Berry（PB）相位原理设计超表面透镜。设计通过在每个像素点叠加两根晶体硅纳米棒（纳米棒1和纳米棒2）来承载780纳米与660纳米双波长的相位信息。通过旋转其中一根纳米棒引入参考相位以降低色差，使用时域有限差分（FDTD）法进行模拟。

2：样本选择与数据来源：

该超表面透镜设计参数为圆形相位图半径5微米、焦距6微米、数值孔径0.64，选定780纳米与660纳米波长并针对这些波长优化参数。

3：64，选定780纳米与660纳米波长并针对这些波长优化参数。 实验设备与材料清单：

3. 实验设备与材料清单：晶体硅纳米棒（纳米棒1：长250纳米/宽72纳米/高400纳米；纳米棒2：长150纳米/宽72纳米/高400纳米），晶胞周期300纳米。软件：采用Lumerical公司的FDTD Solutions进行数值实验。

4：实验流程与操作步骤：

通过聚焦方程计算所需相位分布来设计超表面透镜，由具有特定旋转角度的两根纳米棒交叉形成X形超原子。模拟分析双波长下的强度分布、焦距及效率，通过旋转较小纳米棒施加参考相位（C=180°）。

5：数据分析方法：

沿光轴测量强度分布获取焦距与色差数据，聚焦效率计算为焦点强度与入射光束强度的比值，分析焦斑半高全宽（FWHM）的对称性。