Die Dispersionstechnik ist für die Leistung der meisten modernen optischen Systeme, einschließlich faseroptischer Geräte, unerlässlich. Obwohl die chromatische Dispersion einer meterlangen Singlemode-Faser, die für endoskopische Anwendungen verwendet wird, vernachlässigbar ist, leiden optische Linsen, die an der Faserendfläche zur optischen Fokussierung und Bildgebung angebracht sind, unter starker chromatischer Aberration. Hier stellen wir das Design und den Nanodruck einer achromatischen diffraktiven 3D-Metalinse auf der Endfläche einer Singlemode-Faser vor, die in der Lage ist, eine achromatische und polarisationsunempfindliche Fokussierung über das gesamte Nahinfrarot-Telekommunikationswellenlängenband von 1,25 bis 1,65 μm durchzuführen. Dies entspricht dem gesamten Singlemode-Bereich der kommerziell genutzten Fasern.

Der freigeschaltete Höhenfreiheitsgrad in einem 3D-NanosäulenMetaatom erhöht die obere Grenze des Zeit-Bandbreiten-Produkts einer achromatischen Metalinse auf bis zu 21,34, was zu einem breiten GruppenverzögerungsModulationsbereich von -8 bis 14 fs führt. Darüber hinaus wird die Verwendung der kompakten und flexiblen achromatischen Metafaser für die faseroptische konfokale Bildgebung, die in der Lage ist, bei breitbandiger Beleuchtung scharfe Bilder zu erzeugen, demonstriert. Diese Ergebnisse könnten das volle Potenzial der Faser-Metaoptik für weit verbreitete Anwendungen freisetzen, darunter hyperspektrale endoskopische Bildgebung, Femtosekundenlaser-gestützte Behandlung, Tiefengewebsbildgebung, faseroptische Kommunikation mit Wellenlängenmultiplexierung, Faser-Sensorik und Faserlaser.

In der Publikation wurde gezeigt, dass nanogedruckte Metastrukturen auf Fasern es ermöglichen, Licht über einen breiten Spektralbereich achromatisch zu fokussieren. Entscheidend ist dabei der Einsatz des Nanodruckverfahrens, welches es ermöglicht, flexibel Nanostrukturen mit sehr hohem Asbestverhältnis auf Faser abzuscheiden. Für das Leibniz-IPHT ergibt sich hier eine neue Möglichkeit, um die Strahleigenschaften am Ende einer Fasern maßzuschneidern.