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原文標題：“Phase characterisation of metalenses” 

第一作者：Maoxiong Zhao,Mu Ku Chen,ZePeng Zhuang

通訊作者：Lei Shi,Jian-Wen Dong, Jian Zi & Din Ping Tsai 

超表面因強大的光學調控性能與微型化優(yōu)勢，在光學領域極具應用價值，但加工誤差帶來的相位分布偏離問題，嚴重制約其性能表現(xiàn)。精準測量相位分布作為突破這一困境的關鍵，促使科研人員在眾多測量技術中深入探索，而干涉測量法憑借獨特優(yōu)勢脫穎而出。

超透鏡相位偏差示意圖，理想和實際的對比(來自原文)

干涉測量的核心原理基于光波疊加產生的干涉現(xiàn)象。兩束光相遇疊加時，振動的加強與減弱形成明暗相間的條紋，其分布規(guī)律與光束相位緊密相連。通過構建特定數(shù)學模型，采集并分析干涉數(shù)據，就能精準獲取待測參數(shù)。在超表面相位測量場景中，干涉測量的重要性不言而喻。

目前主流的干涉測量模式包括同軸干涉與離軸干涉，二者各有特點。同軸干涉中，平行的參考光束與物光束提供恒定相位基準，需同時采集多光束強度并進行相移操作來計算超表面相位；離軸干涉模式下，物光與參考光呈特定夾角，參考光提供梯度相位分布，借助傅里葉變換和濾波處理，單次測量即可提取相位信息。這種單次測量的便利性，使離軸干涉在超表面相位測量中更具優(yōu)勢。

超表面干涉相位測量光路圖（來自原文）

基于離軸干涉原理，科研團隊設計搭建了專用測量裝置。激光束經擴束形成平面波前，經分束器（BS1）分為物光與參考光。物光路徑利用物鏡和消色差雙合透鏡（L1）對超透鏡成像，參考光則通過調節(jié)透鏡 L2 在 x 方向的位置，以特定角度入射至 CCD，實現(xiàn)離軸干涉。為優(yōu)化干涉圖案重疊效果，還利用透鏡 L2 和 L3 對參考光束進行擴展。針對不同偏振態(tài)入射光響應的測量需求，光路中加入半波片、圓偏振片和檢偏器。該裝置相位測量精度達 0.05rad（<3°），展現(xiàn)出良好的性能。

幾何相位與傳輸相位的超透鏡（來自原文）

利用該裝置，研究團隊對幾何相位超表面和傳輸相位超表面開展測試。結果顯示，超表面整體性能與理論設計相符，但邊緣因相位梯度大存在明顯偏差。此外，通過離焦像差最小化方法可測定超透鏡焦距，所得相位分布數(shù)據還可用于計算 PSF、OTF、MTF 等重要光學參數(shù)，為超表面的性能評估與優(yōu)化提供了全面的數(shù)據支持。

相位與波像差測量結果（來自原文）

OAS 光學分析軟件的超表面設計功能非常便捷，該功能將構建更為高效、精準的超表面設計流程，進一步推動光學領域的發(fā)展。OAS 光學分析軟件已在超表面設計中展現(xiàn)卓越效能，為科研人員和工程師提供技術保障。