晶圆级纳米制造多层衍射光学处理器可实现单向可见光成像

用于单向可见光成像的多层衍射光学处理器的晶圆级纳米制造。

加州大学洛杉矶分校萨缪利工程学院的研究人员与博通公司光学系统部门合作，报告了一种宽带、偏振不敏感的单向成像仪，该成像仪在可见光谱中运行，能够在一个方向上实现高效图像传输，同时有效抑制相反方向的图像形成。

该器件采用在高纯度熔融石英上通过晶圆级光刻制造的衍射结构，具有高光学透明度、热稳定性和超低损耗。

该作品出现在《光：科学与应用》中。

衍射光学处理器和超表面在先进的光学计算和计算成像中发挥着重要作用。尽管衍射光学处理器和超材料具有广阔的潜力和新兴用途，但由于 3D 衍射架构中纳米级特征的制造挑战，大多数演示仍然局限于 2D 实现和更长的波长。

加州大学洛杉矶分校和博通的研究人员证明，他们的纳米制造方法以及基于深度学习的逆向设计，只能在一个方向上形成可见光图像——将图像从输入视场(A)传输到输出视场(B)——同时阻挡和扭曲相反方向(B到A)的图像形成。这项工作代表了可见光谱中宽带单向成像的首次演示，该成像是通过使用深度学习优化的纳米级、偏振不敏感的衍射特征实现的。

值得注意的是，高通量制造工艺利用了与半导体制造兼容的方法，为与光电元件的无缝集成打开了大门。这项工作标志着计算成像、光学传感和光学信息处理未来进步的重要垫脚石，在紧凑型多光谱成像仪和光学隐私保护方面具有潜在应用。

审核编辑 黄宇