AG真人旗舰厅百家乐 超构名义计量学: 光学特质
光学超构名义（Metasurface，MS）手脚一类新式平面光学元件，凭借其紧凑性、多功能性和器件集成性等上风，正在真切变革光学设想领域。收获于与半导体行业高度兼容的平面纳米制造工艺，超构名义可立即受益于具有本钱效益、潜在的大规模制造本事。但是，要在代工场中制造出高复杂度的超构名义并将其拼装集成，仍需要成立与表率化测量法子特别套的全面光学计量处罚决议，以考据其在系统集成流程中及集成后的功能性。
据麦姆斯盘考报谈，近日，法国湛蓝海岸大学（Université Côte d’Azur）、Phasics公司和意法半导体（STMicroelectronics）等机构的相关东谈主员构成的团队在npj Nanophotonics期刊上发表了题为“Metrology of metasurfaces: optical properties”的综述论文，总结了现存用于超构名义检测的光学计量本事，包括光强度测量、偏振测量、定量相位测量以及叠层成像（ptychographic）本事。本文也琢磨了超构名义设想的新视角与发展趋势，并试图揭示其在赋能下一代计量系统方面可能发挥的颠覆性作用——即通过性能提高与测量功能增强终了本事革命。
超构名义振幅特质表征
相关东谈主员防御经营了超构名义振幅特质的表征本事，并文告了相关可测量物理量。施行分为两个主要部分：通用振幅测量法子和特定应用振幅测量法子。前者聚焦于适用于系数超构名义（不管其预期应用如何）的通用物理量测量法子，包括透射/反射后果、诊疗后果等参数测量。后者经营特定应用的振幅测量，强调与超构名义责任功能相关的参数，包括聚焦、偏转等。相关东谈主员通过采选超构透镜（Metalens）和超构名义偏转器（Metadeflector）两个典型应用例如证明特定应用振幅测量法子。采选这两种器件是因为它们在多种光学系统中获取世俗应用，尤其是在集成光源和探伤器的系统中具有要紧意旨。
图1 超构名义的振幅特质表征
超构名义相位特质表征
超构名义的一个中枢应用是通过其构建单位引入突变相位来调控光的波前。因此，准确地表征制造后的有用相位变化至关要紧。
由于光电探伤器时时只可提供光的强度信息，因此告成测量空间相位散播并不成行。但是，存在多种法子不错从光的强度测量中索要相位信息。这些法子不错分为两类：（i）干预法子，通过多个光束的干预图揣度相位散播，例如参考光束干预法和剪切干预法；（ii）相位复原法子，通过光束传播和衍射流程中空间光强度散播的演变重建相位散播，例如光的强度传输方程（TIE）和叠层成像。
图2 超构名义的相位特质表征
超构名义偏振特质表征
通过相宜设想构建单位的几何花样，超构名义如故被开发用于活泼调控光的偏振，展示了从矢量全息、偏振滤波到偏振复勤苦能等多种办法。偏振调控关于材料检测、生物成像和光通讯等好多应用至关要紧。由于超构名义具有集成化和微型化的智商，它们有望替代传统的大型和沉重光学组件。但是，为了平静工业需求，偏振工程超构名义必须与传统光学组件进行定量比拟。
光的偏振态（SoP）由三个量来表征：量化偏振光量的偏振度（DoP）、椭圆度χ以及偏振角α。因此，偏振态不错暗示为庞加莱（Poincaré）球面上的一个三维向量。
图3 超构名义的偏振特质表征
关于工业应用而言，成立明确的优值（FoM）至关要紧，以明确超构名义的性能表率并笃定其可禁受的公役。例如，在光纤领域，偏振消光比是一个关键参数，它量化了所需偏振与正交（交叉）偏振的功率比。偏振相关的超构名义时时使用旋转偏振态分析仪（PSA）对输出进行定性评估。但是，预期情状和实验测量的偏振态之间的精笃定量比拟时时存在显耀各异。迄今适度，偏振相关的超构名义主要局限于办法考据演示，特定应用的明确性能条款尚未严格笃定。
用于光学计量的超构名义
跟着超构名义本事的发展，几许旨在替代和考订现存组件的兴味提议如故获取了阐明。相关东谈主员经营了超构名义本事对光学计量的影响，AG真人旗舰厅百家乐以及它们的集成、紧凑性、性能和新功能将如安在改日不断考订计量仪器。
在偏振测量领域，超构名义为高效紧凑的偏振计提供了新的设想和办法。这种基于超构名义的偏振计行使超构名义光学工程的特质将光分离到不同的场所，每个场所齐与用户界说的偏振态相关联。因此，这种法子不错通过一次鸠合终了齐全的偏振态测量，例如基于全斯托克斯超构名义的偏振计相机、基于波前分割成立的超构名义偏振计。
除了偏振测量外，将超构名义集成到计量仪器中，有望在高度紧凑的开采中终了早先进的精度，从而透顶革命相位表征本事。超构名义的多功能性，包括偏振和空间复用，粗略生成复杂的干预图，可用于复原物体的二维相位散播。迄今适度，用于定量相位表征的早先进的超构名义大多属于剪切干预边界，但展望改日几年在其它领域也会有所创新，例如基于超构名义的定量相位梯度显微术、集成超构名义阵列的广义Hartmann–Shack光束分析仪。
图4 基于超构名义的光学计量
多波束工程和多不雅测区域是超构名义的独有功能，可为各式计量应用带来创新，例如半导体衬底、晶圆和电子芯片的搜检和劣势检测。在复杂成像系统中推论和集成大型超构名义有望加速和考订面前的计量开采，这可能会在改日几年透顶变革它们在半导体代工场中的使用。
小结
要而论之，本综述琢磨了用于表征光学超构名义特质（包括振幅、相位和偏振特质）的不同计量本事。跟着2010年代初超构名义本事的痛快发展，各式超构名义办法考据已在多个应用中获取部署。如今，这项本事正运行慢慢攀爬Gartner炒作周期的发蒙陡坡，而这项本事的主流应用需要在工业层面进行超构名义制造。超构名义本事在成像、阔绰电子和光鸠合领域具有普遍的市集远景，但仍需要适用同期评估繁密光学元件的专用表征法子。此外，还要紧需要终了该本事的表率化，以确保不同制造商之间的一致性和可靠性，以及与现存基础设施和本事的兼容性。除了必须为超构名义制造采选最顺应的材料外，改日几年还需要勉力笃定表率化设想、制造法子和成立表率化测试花样。
这项本事的表率化不仅不错行使现存的计量器具和设施，还将提倡具有挑战性的问题。特别是，特征尺寸的不断缓慢和图案化晶圆上的有限空间对计量处罚决议的创新水平变成了握续的压力，其规划是提高离别率和对化学要素的智慧度，同期保握合理的检测率和劣势检测速率。由于当今的计量器具如故慢慢接近性能极限，因此亟需创新的光学计量处罚决议，这将触及并行和多功能光学测量。超构名义设想的活泼性以及在团结光学开采上大面积勾通数百个具有不同功能的微米级光学元件，齐是这项本事极为要紧的上风，这赋予了超构名义颠覆光学计量领域的雄壮后劲。要使这一具有远见的改日成为工业现实，需要勉力减少直射光并提精良构名义每个检测通谈的信噪比（SNR）。此外，还需要更多的定量信息来刻画超构名义劣势的可检测性。值得提防的是，超构名义本事不错极地面改善计量学，但其本人的各样化和发展仍然依赖于终了最好的纳米制造AG真人旗舰厅百家乐，而这仍需要使用面前的计量器具进行评估。