近年来发展起来的全介质超构透镜技术，是利用人工构造的亚波长结构阵列，实现对入射光场的相位、振幅和偏振态的灵活调控，具有平面超薄、紧凑易集成等优势，非常适用于集成光学系统。制备长波红外全介质超构透镜有两个问题：（1）常见的光学材料（如二氧化硅玻璃）在长波红外是不透明的；（2）异质衬底上制备数个微米厚介质微结构的方案，在复杂环境中可靠性较差（如热失配引起微结构坍塌）。

该研究团队通过直接对硫系玻璃的表面进行图案化，实现了用于长波红外成像的全硫系玻璃超构透镜。该超构透镜采用优化的深蚀刻工艺，尽管硫系玻璃的机械性能较软，但在同一材料上放置高度为8 μm且直径不同的硫系微柱已成功制备出用于高效透射波前控制。基于全硫系玻璃微结构的长波红外超构透镜的设计过程及相关测试结果如图3所示。

图1 硫系玻璃As₂Se₃及其性能表征

图2 全硫系超构透镜制备流程示意图

图3 全硫系玻璃微结构的长波红外超构透镜的设计过程及相关测试结果

为了量化所制备的全硫系玻璃超构透镜的质量，研究人员对其焦距、聚焦效率、成像分辨率和与温度相关的聚焦性能进行了表征，测量装置及测试结果如图4所示。最后，研究人员利用所制备的全硫系玻璃超构进行了成像，成像结果如图5所示。

图4 全硫系玻璃超构透镜的测试装置及表征

近年来发展起来的全介质超构透镜技术，是利用人工构造的亚波长结构阵列，实现对入射光场的相位、振幅和偏振态的灵活调控，具有平面超薄、紧凑易集成等优势，非常适用于集成光学系统。制备长波红外全介质超构透镜有两个问题：（1）常见的光学材料（如二氧化硅玻璃）在长波红外是不透明的；（2）异质衬底上制备数个微米厚介质微结构的方案，在复杂环境中可靠性较差（如热失配引起微结构坍塌）。

该研究团队通过直接对硫系玻璃的表面进行图案化，实现了用于长波红外成像的全硫系玻璃超构透镜。该超构透镜采用优化的深蚀刻工艺，尽管硫系玻璃的机械性能较软，但在同一材料上放置高度为8 μm且直径不同的硫系微柱已成功制备出用于高效透射波前控制。基于全硫系玻璃微结构的长波红外超构透镜的设计过程及相关测试结果如图3所示。

图1 硫系玻璃As₂Se₃及其性能表征

图2 全硫系超构透镜制备流程示意图

图3 全硫系玻璃微结构的长波红外超构透镜的设计过程及相关测试结果

为了量化所制备的全硫系玻璃超构透镜的质量，研究人员对其焦距、聚焦效率、成像分辨率和与温度相关的聚焦性能进行了表征，测量装置及测试结果如图4所示。最后，研究人员利用所制备的全硫系玻璃超构进行了成像，成像结果如图5所示。

图4 全硫系玻璃超构透镜的测试装置及表征