无序超表面偏振相机

单次全斯托克斯成像

用弱二色性无序超表面阵列做压缩感知矩阵，单次拍摄同时获得全斯托克斯偏振信息，摆脱传统强二色性器件对透光效率和带宽的限制。

Fan, Qingbin · Xu, Weizhu · 胡雪梅 · Zhu, Wenqi · Yue, Tao · 延峰 · Lin, Peicheng · Chen, Lu · Song, Junyeob · Lezec, Henri J. · Agrawal, Amit · 陆延青 · 徐挺

Nature Communications 2023

参数信息

二向色性

65 %

偏振消光比

2

技术优势

透过率更高

二向色性仅约65%，远低于传统99%以上，弱二色性设计避免了强吸收带来的能量损失。

带宽不受限

弱二色性器件不依赖窄带共振，从而可以提供更宽的工作带宽。

圆偏振也能测

无序超表面阵列对圆偏振分量有响应，而传统强二色性器件通常对圆偏振不敏感，因此本方案能实现真正的全斯托克斯测量。

单次就可成像

利用压缩感知框架一次曝光即可同时获取全部四个斯托克斯参数，无需多次测量或旋转光学元件，支持实时成像。

应用场景

• 偏振成像：单次曝光同时获取全斯托克斯参数，用于材料表征、生物组织成像、遥感等领域。
• 超表面光学：用无序超表面阵列替代传统偏振元件，实现紧凑、宽带、高效率的偏振光学系统。
• 计算成像：结合压缩感知与重建算法，从低二向色性测量中恢复高精度偏振信息，实现单次成像。
• 精密光学测量：提供高精度全斯托克斯偏振测量能力，可用于光学元件表征与精密测量。