超透鏡現存的挑戰與制造難度

由于超透鏡的納米結構和亞波長的工作方式，其在研發，制造和檢測過程中的光學計量面臨挑戰。傳統的低分辨率技術很難準確測量超透鏡的復雜特征。為了達到亞波長的分辨率，必須采用特殊的技術，如電子顯微鏡或掃描探針顯微鏡。此外，超透鏡的制造公差也會影響其性能，因此精確的表征對于評估其表現至關重要。

超透鏡對偏振的敏感性進一步增加了計量的難度，因此需要針對不同的偏振狀態進行測量。為了實現多光譜性能，還必須采用具有高光譜分辨率的*技術。此外，精確分析波前對于評估超透鏡的波前整形能力至關重要。與此同時，環境的穩定性測試也是不可少的，以確保超透鏡的性能表現始終如一。

針對這些挑戰，目前Phasics已經推出了綜合解決方案，能夠同時應對超透鏡的偏振敏感性、多光譜性能、高精度波前分析以及環境穩定性等多方面的需求。

Phasics的四波橫向剪切干涉技術，能針對性的對超透鏡進行光學表征以提供對應解決方案，并滿足：

1.亞波長空間尺度下的高精度測量：Phasics的波前傳感器不僅具備優于2nm RMS的光程差測量精度，還采用了便捷的C端接口設計，能夠直接連接顯微鏡，實現即插即用的快速安裝和亞波長級別的空間分辨率。

2.偏振無關性：Phasics的波前傳感器支持全面的偏振測量，能夠精確分析超表面在不同偏振狀態下的光學響應，從而更好地評估器件的實際性能。

3.多光譜測量能力：其產品能夠在多個波長范圍內進行高精度測量，確保超透鏡在多光譜應用中的性能表現。

4.環境穩定性：Phasics的傳感器能夠在不穩定的環境條件下保持精確測量，消除環境影響對測量結果的干擾，確保數據可靠性。

通過Phasics的*測量技術，研究人員能夠全面應對超透鏡和超表面技術在計量領域中的各種難題，推動這些革命性技術在成像、激光系統和光學計算等領域的廣泛應用。

Phasics超表面測量光路搭建

在下圖1這個例子中，超表面的簡單相位偏移得到了測量。Phasics的高精度波前傳感器，能夠檢測到因生產誤差所引起的局部相位缺陷，從而可以幫助制造工藝的評估和調整，保證超表面的生產質量。
 

圖1:  基于四波橫向剪切干涉法的超表面光學表征

法國CNRS CRHEA 實驗室, S. Khadir - arXiv:2008.11369v1

下圖2描述了對一個Pancharatnam-Berry (PB) 超透鏡使用了兩種不同的圓偏振態進行測量：右旋和左旋。根據設計，當改變偏振狀態時，該超透鏡會生成正透鏡或負透鏡。

圖2: 左側顯示波前曲率的相位圖，右側是其相應的曲線輪廓。中間相位圖譜展示在濾掉波前曲率后殘余的波前誤差。

Phasics的QWLSI技術不會受到偏振的影響，因此在從右旋圓偏振切換到左旋圓偏振時，我們的設備仍然可以對波前進行詳細表征。圖2展示了波前曲率的變化。此外，可以通過濾掉主要的波前曲率來揭示殘余波前誤差，這些誤差反映了更高空間頻率的缺陷（見圖2中間的左側相位圖）。