웨이퍼 스케일 곡면 메타표면 광학 소자

곡면 및 등각 광학 소자는 인체공학, 공기역학, 착용성 등 비광학적 제약을 충족하면서 향상된 광학 성능을 제공하는 추가적인 기하학적 자유도를 제공합니다. 그러나 기존의 곡면 메타표면 제작 방식은 확장성, 형상 제어 및 정렬 정확도 면에서 한계가 있었습니다. 본 연구에서는 열가소성 수지의 산업 표준 제조 공정인 열성형(thermoforming)을 기반으로 곡면 및 등각 메타표면 광학 소자를 위한 확장 가능한 제작 전략을 제시합니다. 이 접근 방식은 밀리미터 수준의 곡률 반경과 마이크론 수준의 정렬 정밀도를 갖는 고곡률 메타표면의 웨이퍼 스케일 생산을 가능하게 합니다. 연구팀은 열성형 중 발생하는 큰 변형을 정확하게 포착하고 보정하여 의도된 광학 응답을 보존하고 회절 한계 성능을 구현하는 예측 열유변학 모델을 개발했습니다. 이를 통해 자유형 곡면 메탈렌즈, 등각 굴절-메타표면 하이브리드 광학 소자, 그리고 넓은 시야각, 감소된 수차 및 균일한 이미징 성능을 갖는 인공 겹눈을 성공적으로 구현했습니다. 이러한 결과는 열성형이 차세대 등각 광자 시스템을 위한 확장 가능한 제조 플랫폼임을 입증합니다.