Металленза на основе GaN для полноцветной маршрутизации на уровне пикселей в видимом диапазоне

Компоненты на основе метаповерхностей являются перспективными кандидатами для разработки плоских оптических систем. Однако их низкая рабочая эффективность существенно ограничивает практическое применение таких плоских компонентов. Хотя было показано, что введение металлического зеркала позволяет успешно повысить эффективность, его использование в задачах визуализации и сенсорики по-прежнему ограничено, поскольку такие устройства работают только в отражении. В данной работе продемонстрированы три отдельные металлензы на основе GaN, работающие в режиме пропускания с чрезвычайно высокой эффективностью в видимом диапазоне: 87%, 91,6% и 50,6% для синего, зелёного и красного света соответственно. В качестве доказательства концепции экспериментально подтверждена работа мультиплексного маршрутизатора цветов с диэлектрическими металлензами, способного направлять отдельные основные цвета в различные пространственные положения; устройство основано на конструкции металлензы с фокусировкой вне плоскости. Предложенный подход, сочетающий низкую стоимость, совместимость с полупроводниковой технологией изготовления и высокую рабочую эффективность, открывает путь к созданию полного набора плоских оптических компонентов для широкого спектра применений, включая компактные сенсоры формирования изображений, оптическую спектроскопию и высокоразрешающую литографию.