光学前沿动态
OPTICS FRONTIERS
16
2026
-
09
混合折射-超透镜变焦系统
作者：
北京理工大学 Tong Yang 团队提出了一种混合折射-超透镜变焦系统，该系统通过级联自由曲面超透镜的旋转调制而非元件位移来实现焦距调节。作者所提出的架构结合了折射光学器件的高成像能力和超透镜的波前工程灵活性，从而在显著缩小的系统尺寸内实现了连续变焦。为了实现此类混合系统的实际设计，作者开发了一种基于真实光线追踪的协同设计策略，以及一个多配置优化框架，该框架能够抑制寄生零级衍射，同时在整个变焦范围内保持成像性能。作者所制造的原型系统展示了连续2倍变焦操作，具有稳定的像差控制和低畸变，实验测量结果与理论预测吻合良好。这些结果验证了所提出的用于紧凑型无平移变焦成像的混合折射-超透镜架构及其配套的系统级协同设计方法，为未来在红外传感、增强现实/虚拟现实、航空航天仪器、小型相机和便携式智能设备等领域的混合折射-超表面光学系统提供了一个实用的框架。
研究成果于 2026 年 8 月 18 日以“Compact infrared varifocal optics enabled by hybrid refractive lenses and freeform cascade metalenses”为题发表于《Optica》。
图1：(a) 传统莫尔超透镜的相位分布
图2：系统优化流程图
图3：系统设计结果
图4：（a）两种优化超透镜的相位分布
图5：实验成像结果
图6：（a）测量的相对变焦因子和理想的相对变焦因子
来源：optics光学世界
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