arXiv cs.AI· Rose Johnson, Debabrata Mandal, Zihao Zou, Jessie Wei, Anna Wirth-Singh, Vladimir Yarmolik, Johannes Froech, Arka Majumdar, Praneeth Chakravarthula·· 12 小时前AI 评分31
全硅双曲面超透镜实现 3-5 微米宽带中波红外成像
Broadband Mid-Wave Infrared Imaging Enabled by All-Silicon Hyperboloid Metalens
AI 导读
研究团队用单层硅超表面加计算重建，在完整 3-5 微米中波红外波段实现宽带成像，重建模型仅需四次图像采集即可完成适配。该方法采用直径 2cm 的简单双曲面超透镜，利用其波长相关响应编码的信息，无需设计宽带消色差超透镜。
正文 · AI 翻译
摘要：中波红外（MWIR，3-5 微米）对于热传感、气体检测、远距离成像和自由空间光通信不可或缺。超构光学为传统折射光学提供了一种紧凑、轻量且可能低成本的替代方案，使其对尺寸、重量和功耗（SWaP）受限的系统颇具吸引力。然而，其强烈的色散在很大程度上将成像限制在窄光谱波段内。在此，我们展示了一种使用单层硅超表面结合计算重建，在整个 3-5 微米 MWIR 波段实现宽带成像的方法。值得注意的是，该重建模型仅使用四次图像采集即可完成适配，克服了大规模训练数据的需求，并在光学响应强烈依赖波长的情况下实现了宽带图像恢复。与为宽带工作设计复杂、色散优化的超透镜轮廓的方法不同，我们的方法利用了由简单的 2 厘米直径双曲面超透镜编码的波长相关信息。我们表明，该超表面捕获了足够的宽带强度信息，可用于整个 MWIR 波段的计算重建。这些结果为实现宽带计算超构光学建立了一条简单途径，无需宽带消色差超透镜设计，为紧凑型 MWIR 成像系统提供了一个有前景的平台。
| 学科： | 光学（physics.optics）；人工智能（cs.AI） |
| 引用为： | arXiv:2610.29841 [physics.optics] |
| （或 arXiv:2610.29841v1 [physics.optics] 用于此版本） | |
| https://doi.org/10.48550/arXiv.2610.29841 arXiv 颁发的 DOI 通过 DataCite（待注册） |
提交历史
来自：Praneeth Chakravarthula [查看电子邮件]
[v1]
2026 年 10 月 21 日星期三 15:04:30 UTC（4,457 KB）
来源：arXiv cs.AI · arxiv.org