Kinoform refraction lens with diffraction calculation
通过准光学方法对相息图折射透镜的直接数值模拟，研究了形状失调的影响。准光学方法是基于抛物型方程的复振幅数值积分，采用分步“分裂”法。计算了不同阶次和不同缺陷情况下2 π位移补偿的效果。比较了相息图透镜与复合折射透镜和薄透镜近似的性能。
2004-06-24 physics.optics
Circumventing size-bandwidth limits in imaging with flat lenses
最近的理论工作提出了平面透镜工作带宽的上限。在这里，我们展示了如何通过一个多级衍射透镜（MDL）的直径= 100毫米，焦距= 200毫米，设备厚度= 2.4μ m和工作带宽从这些界限可以规避？= 400 nm至800 nm。我们进一步结合的MDL与折射透镜演示混合望远镜。通过呼吁相干理论，我们表明，相对带宽的上限是令人惊讶的透镜直径或数值孔径无关，但仅限于图像传感器的带宽。由于大面积消色差平面透镜产生显着减少其折射对应物的重量，这些计算和实验开辟了非常大规模的衍射和衍射折射望远镜的机会。
2021-12-30 physics.optics
High refractive index Fresnel lens on a fiber fabricated by nanoimprint lithography for immersion applications
在这封信中，我们提出了一个菲涅耳透镜上的光纤端部制作。该透镜是使用纳米压印光刻的功能性高折射率材料，这是适合于大规模生产。与传统的纤维透镜相比，所提出的菲涅尔透镜的主要优点是其高折射率（n=1.69），这使得即使在诸如水或粘合剂的其他介质内也能够有效地聚焦光。在浸没液体（n=1.51）中的透镜性能的测量示出了对于660 nm的波长在1/e2强度水平下直径为810 nm的近衍射极限焦斑。这种光纤透镜的应用包括集成光学、光阱和光纤探针。
2016-06-06 physics.ins-det physics.optics
Incoherent digital holograms acquired by interferenceless coded aperture correlation holography system without refractive lenses
基于编码孔径相关全息术的原理，提出了一种无透镜、无干涉的非相干数字全息术。通过这种技术获得的数字全息图包含了一些观察场景的三维图像。利用类随机编码相位掩模（CPM）对点物体衍射的光进行调制，并将强度图案记录和合成为点扩散全息图（PSH）。使用相同的CPM通过将针孔移动到所有可能的轴向位置来创建PSH库。由数码相机记录从放置在PSH库的轴向限制内的物体通过相同CPM衍射的强度。这次记录的强度被合成为物体全息图。通过将物体全息图与PSH库的相应分量互相关来重建物体在任何轴向平面处的图像。附加到图像的重建噪声通过各种方法被抑制。对多平面厚目标的重建结果与常规透镜成像进行了比较。
2017-08-01 physics.optics
Regimes in astrophysical lensing: refractive optics, diffractive optics, and the Fresnel scale
本文通过皮卡-莱夫谢茨理论精确计算衍射积分，发现天体物理透镜中折射与衍射区域的真正分界尺度为 $R_F / \sqrtκ$ 而非菲涅耳尺度 $R_F$，并指出强透镜下折射光学可适用于任意小尺度。
2023-07-21 astro-ph.HE physics.optics
Role of Fabrication Errors and Refractive Index on Multilevel Diffractive Lens Performance
多级衍射透镜（MDLs）已经成为传统衍射光学元件（DOE）和超透镜的替代品，用于从成像到全息和沉浸式显示的应用。最近的工作表明，通过利用DOE的结构参数优化，可以设计MDL以实现多种功能，如消色差、焦深、广角成像等，并且非常容易制造。因此，理解制造误差如何仍然影响MDL的性能并在设计MDL的开始时数值评估效率和初始参数选择之间的权衡变得至关重要，即，甚至在制造之前。在这里，我们对MDLs（主要在THz范围内运行）进行了基于统计模拟的研究，以分析各种制造缺陷（单个和多个）对最终结构的影响，作为环高度水平的函数。此外，我们还评估了这些相同的MDLs的组成材料的折射率的变化的性能。我们在数值分析中使用聚焦效率作为评价标准;因为它是最基本的属性，可用于比较和评估通常设计用于具有任何特定功能的任何应用的透镜（和MDL）的性能。
2020-09-11 physics.optics
Dielectric Optical-Controlled Magnifying Lens by Nonlinear Negative Refraction
一个简单的光学透镜通过折射光的空间变化折射率在科学和技术中探索微观世界起着重要的作用。纳米技术的最新进展使得新型透镜（诸如，超透镜、超透镜、Luneburg透镜）能够通过利用超材料和变换光学器件专门设计材料的折射率而具有亚波长分辨率能力。然而，这些人工纳米/微工程透镜通常遭受金属的高损耗，并且在制造中要求很高。在这里，我们首次在实验上演示了一种非线性介质放大透镜，它利用简并四波混频在平凹载玻片中产生的负折射效应，获得了放大图像。此外，我们将变换光学引入非线性区域，将非线性平面透镜变换为放大透镜，通过非线性波混频实现全光学可控透镜效应，这在显微镜和成像科学中有着广泛的应用前景。
2014-11-24 physics.optics
Negative Index Makes a Perfect Time-Domain Lens, Generating Slow Playback of Ultrafast Events
利用负折射率材料实现时间域透镜，可生成超快事件的慢播放，无需亚周期调制或阻抗匹配。
2025-12-03 physics.optics
Approximate magnifying perfect lens with positive refraction
我们提出了一种具有正各向同性折射率的设备，该设备在几何光学内创建光学均匀的三维空间区域的近似放大的完美实像。它的关键成分是一种新的折射率分布，可以作为一个近似完美的镜头本身，具有非常温和的折射率范围。
2012-01-12 physics.optics
Multi-surface catadioptric freeform lens design for ultra-efficient off-axis road illumination
我们提出了一种新的设计方法，以解决基于理想光源的离轴道路照明应用的多表面折反射自由曲面透镜设计。该透镜结构包括一个解析折射入射面、一个解析全内反射（TIR）面和两个自由曲面出射面。在源平面和目标平面之间建立无卷曲能量均分，并将其划分以实现复合射线映射机制。基于遗传算法，以菲涅耳损耗和面形误差最小为目标，对解析TIR面和折射入射面进行了优化设计。结果表明，与我们在[Zhu et al.，可选失效日期26，A54-A65（2018）]。
2019-03-03 physics.optics
Meta-optical Miniscope for Multifunctional Imaging
元光学微型显微镜通过集成大视场、扩展焦深和深度敏感性等功能，实现了更紧凑且多功能的成像系统。
2025-12-10 physics.optics
X-ray diffraction microscopy based on refractive optics
我们描述了一种基于折射光学的衍射显微镜技术来研究晶体中的结构变化。在二维X射线照相机上用铍抛物面折射透镜对晶体衍射后的X射线光束进行放大。将显微镜设置集成到ESRF光束线ID 06处的6圆Huber衍射仪中。我们的设置使我们能够以约1微米的分辨率可视化结构缺陷。然而，该配置可以容易地适于亚微米分辨率。
2014-11-24 physics.optics
Revisiting the Perfect Lens
我们仔细研究了Pendry的负折射率平板理想透镜理论，并指出了一个可以解决的矛盾。结果，我们发现负折射率板不放大或增强倏逝波，因此它们在最初建议的意义上不成为完美的透镜。
2008-07-11 physics.optics
Large FOV short-wave infrared meta-lens for scanning fiber endoscopy
扫描式光纤内窥镜（SFE）是一种超小型、大视场、可清晰观察血管内部的光学成像器件，在心血管疾病诊断和手术辅助方面具有巨大的应用潜力，是短波红外（SWIR）生物医学成像的关键应用之一。最先进的SFE系统使用小型化的折射球面透镜双合透镜用于光束投影。超透镜是一种很有前途的替代方案，它可以做得更薄，并具有比其折射对应物更少的离轴像差。我们报道了一种具有超透镜的SFE系统，其工作在1310 nm，以实现与最先进的折射透镜SFE相当的分辨率（$\sim 140μm$在视场中心和$15mm$的成像距离）、FOV（$\sim 70 \circ$）和焦深（DOF $\sim 15mm$）。超透镜的使用将光轨的长度从$1.2mm$减小到$0.86mm$。我们的基于超透镜的SFE的分辨率在FOV的边缘处下降小于$2$的因子，而折射透镜对应物具有$\sim 3$倍的分辨率退化。这些结果显示了将超透镜集成到内窥镜中以用于设备最小化和光学性能改进的前景。
2022-12-21 eess.IV physics.optics
End-to-End Hybrid Refractive-Diffractive Lens Design with Differentiable Ray-Wave Model
KAUST（科罗Swiss技术大学）；UBC（不列颠哥伦比亚大学）；UNC（北卡罗来纳大学）
提出一种可微光线-波模型，精确模拟折衍混合透镜，实现透镜与重建网络的端到端协同设计，在像差校正与扩展景深成像上取得显著改善。
2024-06-02 cs.CV cs.GR physics.optics
Broadband lightweight flat lenses for longwave-infrared imaging
我们实验证明，在长波红外（LWIR）光谱波段（8 μ m至12 μ m）使用一个单一的聚合物平面透镜的多级衍射光学的基础上成像。该器件厚度仅为10μm，并且在整个LWIR波段上用一个表面校正色差。由于器件厚度的大幅减少，我们能够利用在长波红外吸收的聚合物，允许通过压印光刻进行廉价的制造。我们的镜片重量不到同类折射镜片的100倍。我们制造和表征了两种不同的平面透镜。实验表明，即使有约25%的吸收损失，我们的平面聚合物透镜也能获得良好的成像，视场约为35度，角分辨率小于0.013度。用两种不同的商用长波红外图像传感器表征平面透镜。最后，我们表明，通过使用无损的，更高的折射率材料，如硅，超过70%的聚焦效率可以在整个长波红外波段实现。我们的研究结果坚定地确立了轻量、超薄、宽带镜头在长波红外波段实现高质量成像的潜力。
2019-04-25 physics.optics
Nano-lens diffraction around a single heated nano particle
纳米级球面对称折射率分布对聚焦高斯光束的作用可以容易地设想为相位修改元件（即透镜）的作用：穿过非均匀折射率场n（r）的光线沿着它们的轨迹收集附加相位，该附加相位相对于未扰动光线提前或延迟它们的相位。这种类似透镜的作用长期以来一直被理解为薄样品光热吸收测量信号背后的机制[1，2]，其中存在圆柱对称和不同的长度尺度。然而，在光热单（纳米）颗粒显微镜中，在这种新技术出现期间，建立了复杂的，尽管预测有限的电动（EM）散射处理[3]。我们最近的研究[4]将这种EM方法扩展到一个完整的从头算模型中，描述了所遇到的情况的现实，并首次表明信号背后的机制，尽管其纳米级起源，也是仅隐藏在理论Mie框架的复杂伪装中的诱导折射率分布的类似透镜的作用。本文提出的衍射模型给出了轴向PT信号的形状、幅度及其角分布的简洁解析表达式，所有这些都显示出清晰的透镜特征。它进一步表明，高斯光束的古伊相位不有助于相对光热信号在向前的方向，这是不容易从更严格的EM处理明显的事实。因此，该模型可用于估计光热单粒子显微镜中的信号形状和幅度。
2011-09-13 physics.optics
Veselago lens by photonic hyper-crystals
基于光子“超晶体”--一种综合双曲材料和光子晶体特性的人工光学介质的新概念，提出了一种具有Veselago透镜功能的成像系统。这种Veselago透镜显示出几乎恒定的负折射率和显著降低的像差。它在硅基集成电路的光刻和热点检测中具有潜在的应用价值。
2014-06-25 physics.optics
Geodesic conformal transformation optics: manipulating light with continuous refractive index profile
共形变换光学提供了一种简单的方案，用于操纵具有非均匀各向同性折射率的光线。然而，在不同的虚拟黎曼面的分支切口处，折射率分布通常是不连续的，从而影响功能。为此，我们提出了一种基于测地线透镜概念的保角变换光学方法。所要求的是连续的折射率分布的折射率，这表明几乎完美的性能设计的设备。我们证明了这样一个建议，实现共形透明和反射。我们还可以通过两种技术利用理想电磁导体来进一步实现共形隐形斗篷。测地线的概念也可以应用于其他二维的服从亥姆霍兹方程的波。
2018-02-07 physics.optics
Conjugate metamaterials and the perfect lens
在这封信中，我们将展示如何变换光学使我们能够设计所谓的共轭超材料。我们表明，这些材料也可以作为基板，使亚波长分辨率的镜头。所谓的“完美透镜”，其是可以聚焦光的所有分量（包括传播波和倏逝波）的透镜，可以被视为限制情况，其中相应的共轭超材料接近具有负折射率的左手超材料的特性。
2015-10-29 physics.optics
Negative Index Lens Aberrations
我们研究了由折射率不限于正的介质组成的薄球面透镜的赛德尔像差。我们发现，考虑这个扩展的参数空间允许减少或消除更多的像差比可能只有正折射率介质。特别是，我们发现，球面透镜拥有真正的消球差焦点是可能的，只有负指数。我们使用仅依赖于麦克斯韦方程组和能量守恒的自定义代码来执行射线追踪，这证实了像差计算的结果。
2004-03-31 physics.optics
Refractive index of a transparent liquid measured with a concave mirror
本文介绍了用球面凹面镜法测量透明液体折射率的方法。我们利用斯涅耳定律和小角近似推导了折射率方程。利用传统的球面镜和薄透镜高斯方程验证了该方法的有效性。
2012-02-11 physics.class-ph physics.optics
High refractive index immersion liquid for super-resolution 3D imaging using sapphire-based aNAIL optics
光学透明的浸没液体的折射率（n ~ 1.77），以匹配基于全息的消球差数值孔径增加透镜（aNAIL）是必要的，以实现深3D成像与高空间分辨率。本文报道了三溴化锑（SbBr $_{3}$）盐溶于液体二碘甲烷（CH $_{2}$ I $_{2}$）中，为光学应用提供了一种新的高折射率浸没液。通过调节盐浓度或温度，折射率可以从n = 1.74（纯）到n = 1.873（饱和）进行调节;这使得它能够匹配（甚至超过）蓝宝石的折射率。重要的是，该解决方案在紫外到近红外范围内具有优异的透光率，这是对市售浸没液体的改进。这种折射率匹配的浸没液体配方使我们能够开发出一种具有高数值孔径（NA = 1.17）和长工作距离（WD = 12 mm）的基于光纤的aNAIL物镜。这为具有高空间分辨率的深度3D成像开辟了新的可能性。
2016-04-20 physics.optics
Universal Description of Spherical Aberration Free Lenses Composed of Positive or Negative Index Media
我们发现描述无球差透镜表面的函数可以用于正折射率和负折射率介质。由于引入了负折射率，该函数具有所有圆锥曲线的形式，从而扩展了消球差光学曲面的理论。相对于折射率存在两个不同的对称中心，其在正折射率透镜轮廓和负折射率透镜轮廓之间产生不对称关系。在薄透镜的极限中，象位和放大率的公式对任何折射率都成立.
2003-07-21 physics.optics
Large-scale optical diffraction tomography for inspection of optical plastic lenses
本文提出了一种光学衍射层析成像（ODT）技术，用于测量光学塑料透镜的三维折射率（RI）图。利用马赫-曾德尔干涉仪测量了浸没在折射率匹配油中的塑料透镜在不同旋转方向上的多个复杂光场。由此，利用ODT重建了塑料透镜的三维折射率分布，其折射率灵敏度（dn = 4.21 x 10^-5）和分辨率（12.8 μ m）前所未有。作为示范，3-D RI分布的2毫米直径的硼硅酸盐球和5毫米直径的塑料透镜
2015-11-26 physics.optics
Gradient Index Metamaterial Based on Slot Elements
提出了一种基于环形缝隙阵列的梯度折射率（GRIN）超材料。该结构允许在垂直于平面入射下的有效折射率的大的变化，从而使得能够构造仅由少量功能层组成的GRIN器件。使用全波模拟，我们证明了环形槽的概念，通过一个3单元的薄梯度折射率透镜的太赫兹（THz）范围。在所提出的实现中，我们实现了Δ n = 1.5的折射率对比度，从而导致适合于将THz辐射聚焦到小于波长的光斑尺寸的高折射率透镜。
2010-02-04 physics.optics
Density Effects on the Negative Refractive Index of a Split Ring Resonator Metamaterial
基于互补介质的完美透镜和隐身是负折射率材料的可能应用。超材料是通过调整有效介电常数和磁导率来实现这一特性的天然候选材料。超材料的$n<0$的微调受到粗粒夹杂物的限制，粗粒夹杂物使电磁参数作为其密度的函数而离散。我们研究了在微波频率下超材料的负折射率与晶格周期线密度的关系。在波导截止频率以下的频带中，通过填充有开口环谐振器阵列的波导来获得负折射率。通过在1 GHz的带宽上调谐密度，保持了典型的完美透镜效应的特殊值$n=-1$。观察到超材料在其上操作的截止密度。第二个临界密度以上的传输饱和被发现接近Pendry限制。这些结果的密度的负折射率超材料开辟了新的途径，微调本构参数在所需的值，通过变换光学。
2010-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
On-axis diffraction-limited design of bi-parabolic singlet lenses
提出了一种双抛物面衍射限制透镜。以下参数的知识：物距、相对折射率、透镜厚度和像距，使得能够解析地计算抛物线前表面和后表面。给出了这种透镜获得衍射极限像的条件及其最大直径。这些双抛物面透镜可以以降低的成本容易地制造，并且可以用于多种商业和工业应用。文中介绍了获得这种曲面的方法，并给出了一个简单的实例，并用Oslo进行了验证。
2019-08-14 physics.optics
Novel approach to a perfect lens
在空间域中麦克斯韦方程组的精确解析解的框架内，它表明，基于具有负折射率的平板（$n=-1$）（Veselago透镜或Pendry透镜）的光学方案不具有通常意义上的聚焦特性。事实上，这种系统中的能量不是从物体到它的“图像”，而是从物体和它的“图像”到超材料层内的交叉点，反之亦然。讨论了将这种现象应用于两原子纠缠态的产生的可能性。
2009-02-19 physics.optics
Monolithic all-Silicon Flat lens for broadband LWIR Imaging
我们设计、制作了一个直径为15.2mm、焦距为19 mm、工作波长为8 μ m ~ 14 μ m的平面多层衍射透镜（MDL）。实验表明，该系统的视场角为46 °，焦深> 7 mm，波长平均Strehl比为0.46。所有这些指标都与传统屈光镜片的指标相当。有源器件厚度仅为8 μ m，重量（包括硅衬底）小于0.2g。
2021-03-27 physics.optics
Theoretical analysis of error transfer from surface slope to refractive ray and their application to the solar concentrated collector
本文通过几何光学推导出由光学误差计算反射光线误差标准差的一般公式，并应用该公式计算了8种太阳能聚光反射镜的反射光线误差标准差，给出了典型结果。结果表明：对于太阳能槽和定日镜反射镜，当入射角大于0时，两个方向的斜率误差传递到聚焦光线的任一方向上，对于点聚焦菲涅尔透镜、点聚焦抛物面玻璃反射镜、线聚焦抛物面玻璃反射镜，随着边缘角的增大，光学光线到聚焦光线的误差传递系数增大;对于TIR-R聚光器，它将减小;对于玻璃定日镜，它与反射点的入射角和方位角有关。关键词：光学误差，标准偏差，折射光线误差，聚光太阳能集热器
2011-12-06 physics.optics
Negative Refraction Makes a Perfect Lens
本文提出利用负折射率材料平板构建超级透镜，可聚焦包括非辐射分量在内的所有傅里叶分量，突破传统透镜的波长限制，并展示微波波段及可见光频段薄银板的实现方案。
2025-07-02 physics.optics
Non-contact lens metrology from optical flow and differentiable ray tracing
King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)（阿卜杜拉国王科技大学）
本研究提出一种基于光流与可微分光线追踪的非接触式透镜计量方法，通过小波噪声图案化掩模位移重建透镜表面，经商用透镜验证，其平非球面重建结果与彩色共焦轮廓测量法一致。
2026-10-14 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Curriculum Learning for ab initio Deep Learned Refractive Optics
King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)（阿卜杜拉国王科技大学）
本文提出基于课程学习的DeepLens方法，可从随机初始化表面自动设计复合折射透镜，无需良好初始设计，并成功设计了经典成像镜头和手机形态的大视场扩展景深计算镜头。
2024-08-07 cs.CV cs.LG eess.IV
The asymmetric lossy near-perfect lens
我们推广了最近提出的完美透镜[J.B. Pendry，Phys. Rev. Lett. { \bf 85}，3966（2000）]中所述的方法。我们表明，一个平板的介质与负折射率的不同的正折射率的介质包围也放大倏逝波，可以作为一个近乎完美的透镜。我们研究的作用的表面状态中的放大的倏逝波。通过这种非对称透镜获得的图像分辨率对于透镜中的吸收效应更鲁棒。特别是，我们研究的情况下，银板，它具有负介电常数，与空气的一侧和其他介质，如玻璃或GaAs的另一侧作为一个“不对称”的损耗接近完美的透镜P-偏振波。研究发现，由于银的正磁导率，延迟对成像有不利影响，但我们得出结论，尽管如此，亚波长图像分辨率是可能的。
2002-06-28 cond-mat physics.optics
Investigation of the Kerr-lens Mode Locking Ability of Cr:ZnSe Solid-State Laser
通过对Cr：ZnSe激活介质非线性折射率的理论计算，预测了Cr：ZnSe激活介质在2000 - 3000 nm光谱范围内存在较强的离焦级联二阶非线性。在此基础上，提出了克尔透镜锁模的最佳腔结构，可以实现亚100 fs的脉冲持续时间。数值模拟证实了强自相位调制导致的激光器的强失稳过程。超短脉冲产生的稳定性是可能的，由于光谱过滤，增加了脉冲持续时间高达300 fs。
2000-09-18 physics.optics
Perfect imaging with geodesic waveguides
利用变换光学证明了填充径向折射率n=1/r的各向同性材料的球形波导具有径向偏振模（即电场只有径向分量），并具有与Maxwell Fish-接目镜相同的理想聚焦特性。该设备的近似版本使用具有均匀芯的薄波导，为实验证明Maxwell Fish接目镜中的完美成像铺平了道路。
2010-09-27 physics.optics
Plasmonic interaction of light with negative index and gold nano-checkerboards
负折射率材料（NRIM）可以产生独特的效果，例如由于折射的反向Snell-Descartes定律而在透镜处会聚。还已知NRIM能够支持用于光的两种偏振的大量表面等离子体激元状态，这是由NRIM的板实现的亚波长图像分辨率的原因。广义透镜定理为我们提供了一类空间变化的平板透镜，它满足将光学空间折叠到其自身上的对称性的先决条件。这个定理可以用变换光学的有力工具导出。这种互补介质的范例是由正负折射率的交替单元组成的棋盘，其代表非常奇异的情况，其中在拐角处的模式的局部密度被极大地增强。我们已经考虑了这种结构薄膜的几个理论和数值方面，包括满足广义透镜定理的NRIM多尺度棋盘的有限板，它们是强烈增强的电磁场的宿主。这种棋盘格可以映射到三维角透镜组成的半无限异构各向异性区域的空间，满足广义透镜定理使用变换光学。也可以设计互补介质的三维棋盘，唯一的限制是平面中相应的展开结构受到四色定理的约束。平面中的这些元表面中的一些显示出互补介质的薄桥，这进一步增强了它们的等离子体响应。由于等离子体激元金属模仿行为的NRIM在小的长度尺度，不透明的金膜结构在亚微米尺度上的棋盘格的方式，使用聚焦离子束技术制造和测量其散射光谱。
2011-02-18 physics.optics
Ultracompact Wide-FOV Near-infrared Camera with Wafer-level Manufactured Meta-Aspheric Lens
Greater Bay Area Institute for Innovation, Hunan University（粤港澳大湾区创新研究院，湖南大学）；Sunny Omni Light Technology Co., Ltd.（舜宇恒亮科技有限公司）；Westlake Institute for Optoelectronics（西湖光电研究院）；School of Engineering, Westlake University（西湖大学工程学院）
本文提出一种晶圆级制造的元曲面透镜，实现101.5度视场、3.39毫米总长度和F/1.64光圈，适用于智能手机和AR眼镜的近红外成像。
2025-09-28 physics.optics
Optical gain removes absorption and increases resolution in a near-field lens
最近的一篇论文展示了如何构造一个聚焦近场辐射的透镜，从而产生不受波长限制的分辨率。该处方需要具有负折射率的无损材料：有限损耗切断了图像的细节。在本文中，我们建议通过在透镜设计中引入光学增益介质来补偿损耗。计算表明，在光学频率的银/增益复合介质的性能显着改善。
2002-06-28 cond-mat physics.optics
Metamaterial slab as a lens, a cloak or something in between
我们表明，一个超材料板与任意值的μ和μ的行为作为一个斗篷在有限的频率为一个小的物体位于足够接近它由于抑制对象的光学激发增强反射。由于传播分量的反射可以部分地抑制激发，而倏逝分量可以完全掩盖对象。特别地，具有Δ = mu = -1 + i Δ的Veselago板以及一类各向异性负折射率板，当Δ-> 0时，可以完全遮盖放置在距板有限距离内的小物体。
2010-10-30 physics.optics
Recent developments in X-ray lens modelling with SRW
4代$^\text{th}$高能同步加速器装置的出现（ESRF-EBS和计划中的APS-U、PETRA-IV和SPring-8 II）和自由电子激光（Eu-XFEL和SLAC）与用于光束成形和光学校正的高质量自由形式折射光学器件的最近展示相结合，重新引起了对复合折射透镜（CRL）作为用于光束传输的光学器件的兴趣，在X射线显微和纳米分析以及成像应用中形成探针。理想的CRL早已在“同步辐射研讨会”（SRW）中提出，然而，目前的情况需要更复杂的X射线透镜建模。在这项工作中，我们重新审视已经实施的波光学模型的理想X射线透镜的投影近似，并提出修改，以允许更多的自由度的前，后表面独立，这使得再现错位和制造误差常见的X射线透镜。对于简单的倾斜和横向偏移的CRL的抛物线部分的情况下是不够的，我们提出了通过使用泽尼克和勒让德多项式或直接添加计量数据的镜头产生的图形误差的可能性。通过计算每个新自由度对点扩散函数和光束焦散线的影响，给出了每个新自由度的影响。
2020-08-04 physics.acc-ph physics.optics
Polarization rotation through differential transmission in refractive CMB telescopes identified using a hybrid physical optics method
University of Iceland（冰岛大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
本研究通过混合物理光学方法发现折射CMB望远镜中因抗反射涂层差分传输导致的偏振旋转问题，并揭示其对偏振测量的影响。
2026-01-07 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.optics
Near Field Lenses in Two Dimensions
已经表明，折射率= -1的材料板的行为就像一个完美的透镜，将所有光聚焦到物体的精确电磁副本。原来的镜头仅限于产生与物体大小相同的图像，但在这里，我们概括了这个概念，以便图像可以被放大。对于二维系统，在远短于自由空间波长的距离上，我们将保角变换应用于原始平行侧板，从而产生各种新的透镜。虽然新的透镜不是“完美的”，但它们能够放大二维物体。结果同样适用于二维电子或磁性亚波长物体的成像。这些概念具有从微波频率到可见光的潜在应用。
2002-06-28 cond-mat physics.optics
A Maxwell Fish-Eye Lens in a Bose-Einstein Condensate
Kirchhoff-Institut für Physik, Universität Heidelberg（海德堡大学基尔霍夫物理研究所）；Department of Physics and Astronomy, McMaster University（麦克马斯特大学物理与天文系）；Physikalisches Institut, Universität Heidelberg（海德堡大学物理研究所）
利用玻色-爱因斯坦凝聚体中的声子激发实验实现光学麦克斯韦鱼眼透镜类似物，通过调控声子实现变折射率，测量声子波前验证聚焦行为，为用超冷原子设计有效折射率等提供框架。
2026-07-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
High-speed varifocal optical-resolution photoacoustic microscope to achieve large depth of field based on a tunable acoustic gradient lens
研制了一种利用可调声梯度透镜实现焦平面快速变化的光声显微镜。在我们的系统中，TAG透镜被设计成通过用快速变化的超声驻波调制其折射率来连续改变OR-PAM的焦平面。显微镜的光栅扫描和激光脉冲被同步到TAG透镜的驱动信号的相同相位。通过选择同步相位，我们的系统可以在1.4微秒内在大约1毫米的范围内选择任意焦平面。用钨丝组成的体模验证了系统的变焦性能。进行了体内研究，以进一步证明我们的方法在没有任何移动部件的情况下实现的大景深（DoF）。
2020-09-03 physics.bio-ph physics.optics
Refractive multi-conjugate adaptive optics for wide-field atmospheric turbulence correction
Consiglio Nazional delle Ricerche, Institute of Photonics and Nanotechnology（意大利国家研究委员会光子学与纳米技术研究所）
本文提出了一种基于折射变形透镜的多共轭自适应光学系统，通过改进的光学设计提升了宽视场内的大气湍流校正效果，实验验证了其在自由空间光学通信中的应用潜力。
2026-03-25 astro-ph.IM physics.optics
Power-Balanced Hybrid Optics Boosted Design for Achromatic Extended-Depth-of-Field Imaging via Optimized Mixed OTF
本文介绍的功率平衡混合光学成像系统是衍射计算相机的一种特殊设计，它采用折射透镜和多级相位掩模（MPM）成像。该系统提供了一个长的焦深与低色差由于MPM和高能量光集中由于折射透镜。我们引入了透镜和MPM之间的光功率平衡的概念，该概念控制每个元件对入射光的调制的贡献。我们的MPM设计的其他独特功能是包括MPM的形状的数量的水平和菲涅尔阶（厚度）使用平滑函数的量化。为了优化光学功率平衡以及MPM，我们建立了一个完全可微的图像形成模型，用于使用神经网络技术联合优化拟议相机的光学和成像参数。此外，我们优化了一个单一的维纳式光学传递函数（OTF）的深度不变重建清晰的图像。在可见光波长范围（400-700）nm和景深范围（0.5- $\infty$ m的数值计算和0.5- 2 m的实验测量）内，我们对所设计的系统与相应的无透镜和只有透镜的光学系统进行了数值计算和实验比较。所获得的结果表明，所提出的系统配备了最佳的OTF克服了其同行（即使当他们使用优化的OTF）在离焦距离的重建质量。仿真结果还表明，优化的光功率平衡，菲涅尔阶数，和水平参数的数量是必不可少的系统性能实现高达5dB的PSNR的改善使用优化的OTF相比，其对应的无透镜设置。
2021-07-01 eess.IV physics.optics
Focusing: coming to the point in metamaterials
指出了几何光学在亚波长聚焦分析中的局限性。分析了线光源在麦克斯韦鱼眼透镜和Veselago-Pendry平板透镜中成像的分辨率。前一种光学介质是从虚球的赤平投影推导出来的，它的非均匀折射率n（r）与1+r^2的倒数成正比。后者由均匀但负的折射率描述。有人认为鱼眼镜头是一个没有负折射的完美镜头[Leonhardt，Philbin arxiv：0805.4778v2]。然而，我们指出，在这样的非均匀介质中的超分辨率的定义应计算相对于均匀介质中的波长，它可能是更充分地谈论共轭图像，而不是一个完美的图像（前者不一定包含源的倏逝分量）。我们数值计算发现，麦克斯韦鱼眼和厚银片透镜导致的分辨率接近λ/3的横向磁极化（电场指向垂直的平面）。我们注意到在后一个透镜中的像平面的移位。我们还观察到，两个源导致多个二次图像在前一个镜头，确认从光线沿测地线的虚拟球。我们进一步观察到的分辨率范围从λ/2到近λ/4的磁偶极子的横向电极化的强度（磁场指向正交的平面）的鱼眼内的偶极矩的不同方向。最后，我们分析了伊顿透镜的源和它的图像位于一个单位盘的空气，或在电晕1<r<2的折射率$n(r)=\sqrt{2/r-1}$。在这两种情况下，图像分辨率约为lambda/2。
2010-09-02 math-ph math.DG math.MP
