超构光学是过去十年光学领域的革命性突破。这种新兴技术旨在将多种光学功能——例如对波长、偏振、自旋和入射角度的调控——集成于一个单层扁平光学元件之中，从而摆脱传统复杂光学系统的体积与重量限制。然而，超构光学所带来的设计自由度，也极大地拓宽了光学性能测试所需覆盖的参数空间。设计一个高性能的超构光学器件，不仅依赖于精准的数值模拟和可实现的制备工艺，更面临着性能验证的挑战：当一个超构光学元件被设计用于宽带消色差应用时，必须在其整个目标光谱范围内进行严格的测试与表征。在此过程中，一款能够在宽光谱范围内提供稳定、一致光束性能的宽带光源至关重要。图1 采用电子束光刻技术制备的超构透镜的扫描电镜图像在该研究的表征环节中，NKT Photonics（已属滨松集团旗下）的SuperK白光光纤耦合激光器发挥了不可或缺的作用。这一点得到了研究团队的高度认可。对此，哈佛大学Capasso课题组的Dr. Zhaoyi Li特别强调：
“NKT Photonics的SuperK白光激光器为我们课题组的众多超构光学项目进行光谱性能验证提供了巨大帮助，堪称理想之选。”
图2 SuperK FIANIUM 超连续谱白光光纤激光器。兼具灯源的宽光谱与激光的极高亮度，覆盖400-2400纳米，可搭配滤光模块成为超连续可调谐激光源。在这一领域，哈佛大学Capasso课题组的Dr. Zhaoyi Li等人近期发表了一项重要研究。他们展示了一种计算效率高的逆向设计方法，该方法适用于设计复杂的毫米甚至厘米级三维超构光学器件，并能天然地将制备工艺的约束条件纳入考虑。为验证该方法的有效性，研究团队首先设计并制备了两个直径为2毫米的RGB消色差超构透镜。大规模超构光学元件的制造通常可依靠纳米压印技术或如本文中采用的电子束光刻技术实现，这些工艺与成熟的CMOS技术兼容，预示着其未来的大规模生产潜力。研究的关键在于验证超构透镜的成像性能。团队选择在目标色域的极端波长点——470纳米（蓝光）、548纳米（绿光）和648纳米（红光）——进行测试。在此核心环节，研究人员采用了NKT Photonics的SuperK白光光纤耦合激光器，并结合SuperK VARIA可调滤波器，成功在每个目标波长上获得了线宽极窄（约10纳米）的高质量输出光。图3 利用RGB消色差超构透镜，分别在不同光源（蓝光、绿光、红光以及混合RGB合成的白光）照明下获得的USAF分辨率标板成像结果
基于该激光系统优异的性能，研究团队进一步将其应用于光纤扫描VR和AR成像原型装置中。通过对独立的RGB光纤耦合通道进行多级时空调制，他们成功演示了从单色到三色乃至七色的3D视觉效果，充分证明了所设计超构透镜在宽光谱范围内的出色消色差成像与显示能力。图4 基于SuperK激光波长多级调制的单色/三色/七色3D效果VR图像本研究成功展示了一种既能显著降低计算开销，又能兼顾制备限制的高效超构光学设计策略，实现了在宽光谱范围内的清晰消色差成像。而对于此类前沿光学器件的性能表征，NKT Photonics的SuperK白光光纤耦合激光源展现了其不可替代的价值。它不仅提供了覆盖整个可见光波段的灵活、精准波长输出，更确保了在所有测试条件下光束参数的高度一致性与可预测性，从而为实验结果的可靠性与准确性提供了坚实保障，成为推动超构光学研发迈向应用的理想验证工具。
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