Metalens波面位相解析システム

超レンズの現存する課題と製造の難しさ

超レンズのナノ構造とサブ波長の働き方のため、開発、製造、検出の過程での光学計量は挑戦に直面している。従来の低解像度技術では、超レンズの複雑な特徴を正確に測定することは難しい。サブ波長の分解能を達成するためには、電子顕微鏡や走査プローブ顕微鏡などの特殊な技術が必要である。また、超レンズの製造公差はその性能にも影響するため、正確な特性評価はその表現を評価する上で重要である。
超レンズの偏光に対する感受性はさらに計量の難しさを増しているため、異なる偏光状態について測定する必要がある。マルチスペクトル性能を実現するためには、高いスペクトル分解能を有する＊技術も採用しなければならない。さらに、波面を正確に分析することは、超レンズの波面整形能力を評価するために重要である。同時に、環境の安定性テストも少なくなく、超レンズの性能表現が一貫していることを確保するために。

これらの課題に対して、Phasicsは現在、超レンズの偏光感受性、マルチスペクトル性能、高精度波面解析、環境安定性など多方面のニーズに同時に対応できる総合ソリューションを発表している。

Phasicsの4波横方向せん断干渉技術は、対応する解決策を提供するために、超レンズを対象とした光学的特性評価を行うことができ、満足：

-サブ波長空間スケールでの高精度測定：Phasicsの波面センサは2 nmRMSより優れた光路差測定精度を備えるだけでなく、便利なC端インタフェース設計を採用し、顕微鏡に直接接続でき、プラグアンドプレイの高速実装とサブ波長レベルの空間分解能を実現する。

−偏光無関係性：Phasicsの波面センサは全面的な偏光測定を支持し、異なる偏光状態における超表面の光学応答を正確に分析することができ、それによってデバイスの実際の性能をより良く評価することができる。

-マルチスペクトル測定能力：その製品は複数の波長範囲で高精度測定を行うことができ、マルチスペクトル応用における超レンズの性能表現を確保する。

-環境安定性：Phasicsのセンサは不安定な環境条件下で正確な測定を維持し、測定結果に対する環境影響の干渉を除去し、データの信頼性を確保することができる。

Phasicsの＊測定技術を通じて、研究者は超レンズと超表面技術の計量分野における様々な難題に全面的に対応することができ、これらの革命的技術のイメージング、レーザーシステム、光学計算などの分野における広範な応用を推進することができる。

Phasics超表面測定光路構築

下図1の例では、超表面の単純な位相シフトを測定した。Phasicsの高精度波面センサは、生産誤差による局所位相欠陥を検出することができ、それによって製造プロセスの評価と調整を助け、超表面の生産品質を保証することができる。

図1：4波横せん断干渉法に基づく超表面光学特性評価

フランスCNRS CRHEA研究所、S.Khadir-arXiv：2008.11369 v 1

次の図2は、1つのPancharatnam-Berry（PB）超レンズに対して2つの異なる円偏光状態を使用して測定することを説明している：右回りと左回り。設計によれば、偏光状態を変化させると、この超レンズは正レンズまたは負レンズを生成する。

図2：左側に波面曲率の位相図が表示され、右側に対応する曲線プロファイルが表示されます。中間位相スペクトルは、波面曲率をフィルタリングした後の残りの波面誤差を示す。

PhasicsのQWLSI技術は偏光の影響を受けないため、右回転円偏光から左回転円偏光に切り替える際にも、我々の装置は波面を詳細に特性化することができる。図2は、波面曲率の変化を示す。さらに、より高い空間周波数の欠陥を反映した残留波面誤差を明らかにするために、主要な波面曲率をフィルタリングすることができる（図2の中間の左側位相図参照）。