用于下一代光学材料的纳米复合材料

尽管进行了数十年的研究，纳米结构的光学材料仍未能实现新一代的成像系统。本书介绍了期待已久的桥接这一代沟的概念。本书研究了可以用作块体光学材料的多种类别的纳米复合材料，并重点介绍了这种材料在现实世界中用于光学元件和系统的巨大潜力。本书涵盖了从光学材料微观结构产生的基本特性，到智能手机摄像头中详细应用示例等的内容。此外，本书还深入讨论了新材料如何实现宽带平面光学，即可以改善高端宽带成像系统的衍射光学元件。

翟连杰：西安近代化学研究所研究员。作为项目负责人主持了装发、科工局、基金委等国家级科研项目6项，2024年以第一发明人获国防技术发明三等奖1项。发表学术论文30余篇，授权发明专利27项。

1 绪论
1.1 本书范围和结构
参考文献 
2 等效材料和衍射光学的基础
2.1 光学材料的色散和色差
2.1.1色差
2.2 纳米复合材料的分析模型
2.3 纳米复合材料的合成
2.4 衍射光学元件
2.4.1周期光栅
2.4.2衍射透镜
参考文献
3 块体光学纳米复合材料的设计
3.1 光学材料的数值模拟
3.1.1 三维颗粒分布的生成
3.1.2全波光学模拟
3.1.3 再现过程
3.2 均相区—在单散射体层面对块体光学材料建模
3.3 均质材料到异质材料的转变
3.3.1折射率波动
3.3.2总体均值— 有效折射率的实部      
3.3.3 有效折射率的虚部— 非相干散射的影响
3.4 有效介质体系
参考文献
4 作为可调谐光学材料的纳米复合材料
4.1 色散调制纳米复合材料
4.2 纳米复合材料使能的光学元件和系统
4.3 用于3D打印微光学器件的纳米复合材料
4.3.1用于飞秒激光直写的纳米油墨    
4.3.2 3D打印纳米复合材料使能的微光学元件
参考文献
5 用于宽带的消色差衍射光学元件(DOEs) 
5.1 纳米复合材料使能的消色差衍射光学元件(DOEs)
5.1.1考虑自由度后选用的材料
5.2 高数值孔径宽带成像系统中的衍射透镜
5.2.1 光学设计和DOE设计前景
5.2.2 低倍衍射透镜的性能
5.2.3 聚焦效率                                             
5.2.4 宽带成像系统中的衍射透镜(DLs)
 5.3 高效宽带 DOE 的通用设计形式 
5.3.1 设计框架                                                   
5.3.2 纳米复合材料阶梯光栅（EGs）的系统研究
5.3.3 Material Combinations for High Performance EGs 
5.3.3 高性能阶梯光栅（EGs）用的材料组合
5.4 Towards Broadband Metalenses and GRIN DOEs
5.4 宽带超构透镜和梯度折射率（GRIN）衍射光学元件（DOEs）
5.4.1 能够满足高端宽带光学系统所有要求的衍射光学元件设计的纳米复合材料
参考文献
6 用于光学设计的纳米复合材料的潜力
6.1 衍射透镜采用的折射替代材料
6.2 用于校正色差的色散调制材料
6.3 突破智能手机摄像头的极限
6.3.1纳米复合材料可以改变校正色差的方式，并可以优化现实世界的光学系统
参考文献
7 总结和展望
参考文献
附录
索引