亚微米超表面实现双焦平面偏振成像与边缘增强一体化技术

本研究针对传统偏振检测与边缘增强成像系统体积庞大、集成度低的问题，由研究人员开发了一种亚微米级超表面技术，通过螺旋相位调制频谱平面与透镜相位傅里叶逆变换相结合，实现了单次成像中双焦平面明场/边缘增强成像与全斯托克斯偏振参数同步获取。该技术为计算机视觉和生物医学检测提供了微型化集成解决方案。

　　

通过亚微米级超表面（metasurface）技术，研究人员实现了双焦平面明场与边缘增强成像的同步集成，并完成全斯托克斯偏振（Full-Stokes polarization）参数的单次采集。该设计创新性地融合螺旋相位（spiral phase）对频谱平面进行调制，同时利用透镜相位（lens phase）执行逆傅里叶变换（inverse Fourier transform），从而在无需复杂光学系统与后处理的情况下直接获取边缘增强图像。通过三个偏振复用单元（polarization multiplexing units）的排布策略，系统可一次性捕获所有斯托克斯参数。这项技术为计算机视觉（computer vision）和生物医学（biomedicine）领域的几何特征提取与目标表征提供了高度集成、微型化的光学解决方案，显著推进了紧凑型光学系统的发展。