Konventionelle Bildsensoren sind intrinsisch darauf beschränkt, optische Intensität zu detektieren und übersehen dadurch die reichen Phasen- und Polarisationsdimensionen des Lichtfeldes. Während die Charakterisierung dieser Parameter essenziell zum Verständnis der intrinsischen Eigenschaften von Objekten ist, leiden aktuelle multidimensionale Bildgebungstechniken oft unter voluminösen optischen Aufbauten, zeitlich sequentiellem Scannen oder kohärenten Rauschartefakten. Hier präsentieren wir eine kompakte Einzelaufnahme-Bildgebungsstrategie, die gleichzeitig die vollständige Stokes-Polarisation und quantitative Phaseninformation mittels einer einschichtigen Metalinse erfasst. Unser Design nutzt die Metalinse, um das einfallende Licht auf unterschiedliche Bereiche einer Polarisationkamera zu projizieren. Durch die Einführung einer vordefinierten Fokusverschiebung zwischen isotropen Unterregionen ermöglichen wir eine bewegungsfreie Phasenermittlung über die Transport-of-Intensity-Gleichung, während gleichzeitig chirale Polarisationszustände getrennt werden, um den vollständigen Stokes-Vektor zu rekonstruieren. Unter Verwendung von speckelunterdrückter LED-Beleuchtung demonstrieren wir experimentell die gleichzeitige vollständige Stokes-Polarisation und quantitative Phasenbildgebung. Diese miniaturisierte Architektur könnte den Weg für tragbare, Echtzeit-Mehrdimensionale optische Sensorplattformen ebnen.
Zhang et al. (Mon,) untersuchten diese Fragestellung.