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短波紅外相機在全息光學中的應用

近日,西北工業大學物理科學與技術學院冀若楠老師、謝鑫老師等使用我公司研發生產的型號為LD-SW6401725-CTE2-G的制冷-20℃科學級相機在全息光學成像研究方面取得突破。

傳統幾何相位型超表面無法實現左右旋圓偏振光的獨立相位調控,利用融合相位的方法雖然可以打破這種自旋調控的對稱性,但是存在帶寬窄的問題。本研究中,作者提出了一種基于手性弱諧振結構的圓偏振相位調控方法,該方法僅需調控單一結構參數便可以在寬帶內實現兩種圓偏振光的相位獨立操縱,為集成寬帶偏振/波前調控器件的實現提供了有效途徑,在偏振探測與成像、量子通信、生物醫學、顯示等領域具有重要的潛在應用。

    在該工作中,為了對所提出的相位調控方法進行驗證,他們基于所設計的手性弱諧振結構單元制備了近紅外波段的自旋切換寬帶全息成像超表面,當入射光的偏振態由左旋變為右旋圓偏振光時,可觀察到全息圖像由蝸牛(身體)切換為海豚(嘴部)。由于該全息超表面樣品具有較大的視場角,且需要觀測圖像切換過程,因此要求相機具有10mm*10mm以上的成像靶面以及較高的信噪比。立鼎光電的短波紅外相機LD-SW6401725-CTE2-G工作范圍覆蓋900nm-1700nm,具有16mm*12.8mm 的靶面面積,25um的像元尺寸,且可實現二級制冷(-20℃),動態范圍72dB,具有良好的成像質量。該工作采用該款相機在1064nm、1245 nm、1300 nm、1450 nm、1550nm多個波長處進行全息圖像采集,均獲得了高保真度的圖像。

                               image.png

                              (a)反射型自旋可切換全息圖的示意圖

                              (b)當入射偏振態在1.55um處從LCP變為RCP時觀察到的全息圖像。LEP:左手橢圓極化;REP:右旋橢圓極化。

                              (c)在LCP和RCP入射光下以1.064um觀察到的全息圖像。

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