基于介电超材料的高均匀性平顶光斑

随着激光加工和红外成像的迅速发展，对高均匀性的平顶光束的需求变得日益迫切。基于粘结非球面透镜的传统光束整形技术本质上体积庞大且灵活性差，限制了它们与现代光学系统的兼容性。本研究提出了一种在1064 nm工作用于激光光束整形的介电超材料，其中目标相位分布由给定的初始相位推导，并用双曲相位表示。提出了一种反向优化算法，用于优化由碳化硅（SiC）纳米柱和二氧化硅（SiO2）基底组成的单元格。数值结果表明，通过设计的超材料后，光束在目标平面形成一个半径为2 μm的圆形平顶光斑，展现出0.1021的强度均匀性和76.3%的能量效率。本研究为平顶光束整形提供了一种紧凑且高效的解决方案，展示了在精密激光加工、光学捕获和生物成像方面的重要应用潜力。