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메타 표면 광학이란 무엇입니까?

5월 19, 2022

현재 메타표면 광학 기술이 많은 주목을 받고 있습니다. 간단히 말해서, 메타표면 광학 기술은 주로 메타표면 디자인 방법을 사용하여 기존 광학 디자인을 대체하거나 기존 광학 디자인으로는 달성할 수 없는 몇 가지 새로운 기능을 달성합니다.


기존 광학 설계를 대체하는 메타표면 광학 기술의 중요한 적용은 마이크로렌즈 설계에 있습니다. 기존의 굴절 렌즈 기반 광학 설계에서는 가시광선 렌즈의 크기를 작게 만들기가 어려웠기 때문에 크기와 무게가 필요한 일부 미래 응용 분야(차세대 스마트폰 및 ARVR 장치 등)를 위해 새로운 크기와 무게 더 작고 가볍습니다. 의 렌즈는 점점 더 많은 관심을 받고 있으며 메타서피스 기술은 이러한 요구를 매우 잘 충족할 수 있습니다. Metasurface 렌즈는 실리콘 또는 유리 웨이퍼에 반도체 리소그래피를 사용하여 대규모 subwavelength-scale 장치 어레이를 구현하므로 렌즈의 크기를 크게 줄이고 렌즈의 다양한 매개 변수(예: 광 투과율 등)를 개선할 수 있습니다. 예를 들어 메타표면 연구 분야의 선두주자인 하버드 교수 페데리코 카파소(Federico Capasso)는 기존에 평면 유리 웨이퍼에 볼록 렌즈가 필요했던 기능을 구현할 수 있는 성숙한 DUV 기술로 구현된 대규모 메타표면 렌즈를 제안했다. 광학 설계에 필요한 크기, 두께 및 무게를 줄입니다.


얇고 가벼운 렌즈 외에도 메타표면 렌즈는 기존의 광학 설계로 달성하기 어려운 기능도 달성할 수 있습니다. 예를 들어, 편광 이미징은 메타표면 설계를 통해 입사광의 편광 특성을 제어하여 쉽게 달성할 수 있습니다. 또한 메타 표면은 고성능 광학 주파수의 선택적 특성을 쉽게 구현할 수 있으므로 메타 표면 렌즈 어레이를 통해 미세한 광학 분광기를 구현할 수 있습니다. 기존 렌즈로는 달성할 수 없는 이러한 기능은 차세대 머신 비전 애플리케이션에서 중요한 애플리케이션이 될 수 있습니다. 예를 들어, 편광 이미징은 비가 오거나 눈이 오는 날씨에 고품질 도로 육안 검사를 완료하기 위해 보조 운전을 도울 수 있으며 스펙트럼 분석기를 사용하여 제품 품질을 분석할 수 있습니다. 화학 성분 등


메타표면 광학 설계의 또 다른 중요한 혁신은 반도체 광학의 실현입니다. 기존의 이미지 센서 모듈 설계에서 이미지 센서 칩과 광학 렌즈 설계는 일반적으로 완전히 다른 프로세스와 설계 프로세스에서 구현된 다음 조립 프로세스가 완료됩니다. 조립 공정은 완전히 다른 공정을 사용하기 때문에 비용이 많이 듭니다. 메타 표면 광학을 사용한 후 이미지 센서와 렌즈 설계는 반도체 공정에서 모두 실현될 수 있으며, 성숙한 반도체 패키징 기술을 사용하여 둘을 저비용 및 고수율로 편리하게 함께 패키징할 수 있습니다. 따라서 우리는 메타표면 광학 설계가 이미지 센서 모듈의 설계에 혁명적인 변화를 가져올 수 있다고 믿습니다.


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