Geometric-phase holograms created by metasurfaces: quantification of optical response and use in phase measurements and super-resolution imaging
Project goals
The fourth-generation optics (4G optics) provides an innovative control of light by the geometric (Pancharatnam-Berry) phase. The project opens new avenues for optical diagnostics of geometric-phase holograms formed as inhomogeneous anisotropic structures in metasurfaces and liquid crystals. The aim of the research is to quantify the local and collective optical response of geometric-phase holograms, performed with high resolution and sensitivity to individual building blocks. New diagnostic methods allow preparing geometric-phase holograms with the on-demand optical response. They will be used in experiments on restoration of space-variant polarization, polarization imaging or vortex measurement of phase retardation and circular birefringence of anisotropic samples. Electromagnetic simulations of geometric-phase structures will result in super-resolution imaging achieved through multi-frequency light modulation by the metasurface created on the cover glass and will verify design of an original microscope consisting of a layered structure of geometric-phase holograms.
Keywords
Space-variant polarizationGeometric phaseGeometric-phase hologramsOptical vorticesOptical metasurfacesPolymer liquid crystalsHolographic microscopyQuantitative phase imagingSpiral phase microscopy
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202100005
Main participants
Univerzita Palackého v Olomouci / Přírodovědecká fakulta
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
21-01953S
Alternative language
Project name in Czech
Geometricko-fázové hologramy vytvořené pomocí metapovrchů: kvantifikace optické odezvy a užití pro fázová měření a zobrazení se superrozlišením
Annotation in Czech
Optika čtvrté generace (4G optika) poskytuje inovativní způsob ovládání světla pomocí geometrické (Pancharatnam-Berryho) fáze. Projekt otevírá nové cesty pro optickou diagnostiku geometricko-fázových hologramů, které představují nehomogenní anizotropní struktury vytvořené v metapovrších a kapalných krystalech. Cílem výzkumu je kvantifikace lokální a kolektivní optické odezvy geometricko-fázových hologramů, provedená s vysokým rozlišením a citlivostí k jednotlivým stavebním blokům. Nové diagnostické metody umožní připravit geometricko-fázové hologramy s optickou odezvou na míru. Jejich použití povede k experimentům zaměřeným na rekonstrukci prostorově proměnných polarizačních stavů, polarizační zobrazení nebo vírové měření fázové retardace a kruhového dvojlomu anizotropních vzorků. Elektromagnetické simulace geometricko-fázových struktur umožní zobrazení se superrozlišením dosažené multifrekvenční modulací světla metapovrchem vytvořeným na krycím skle a ověří možnost originálního provedení mikroskopu tvořeného vrstevnatou strukturou geometricko-fázových hologramů.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The results of the project were published in highly prestigious professional journals (2xD1, 5xQ1, 1xQ2). The original plan of 8 publications in journals with IF was thus fulfilled. Popularization articles were published as well. Three junior researchers and three students participated in the solution of the project. Deficiencies in compliance with grant rules were not found.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2021
Realization period - end
Dec 31, 2023
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Mar 7, 2023
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP24-GA0-GA-U
Data delivery date
May 21, 2024
Finance
Total approved costs
7,461 thou. CZK
Public financial support
7,089 thou. CZK
Other public sources
372 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
7 461 CZK thou.
Public support
7 089 CZK thou.
95%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Optics (including laser optics and quantum optics)
Solution period
01. 01. 2021 - 31. 12. 2023